경납땜(Brazing)은 두 개 이상의 금속 부품을 접합하는 방법으로, 모재(접합하려는 금속)를 녹이지 않고 모재보다 용융점이 낮은 “용가재(Filler Metal)”만을 녹여서 접합부에 유입시켜 고정하는 기술입니다.

이 공정의 핵심 원리는 다음 세 가지로 요약할 수 있습니다.

1. 온도 조건

용가재의 용융점: 경납땜에 사용되는 용가재는 450°C 이상에서 녹아야 합니다. (450°C 미만에서 녹는 용가재를 사용하는 것은 연납땜(Soldering)으로 구분됩니다.)

모재의 용융점: 가열 온도는 용가재의 용융점보다 높고, 접합하려는 모재의 용융점보다는 반드시 낮아야 합니다.

원리: 이 온도 조건 덕분에 모재는 녹지 않고 용가재만 녹아 접합부로 흘러 들어갈 수 있습니다.

2. 젖음성 (Wetting)

정의: 용융된 용가재가 고체 상태인 모재의 표면에 달라붙거나 스며드는 성질입니다.

역할: 용가재가 모재 표면에 잘 퍼져서 친화력을 형성해야만 접합이 원활하게 이루어집니다. 젖음성이 나쁘면 용가재가 모재에 제대로 부착되지 않아 접합이 실패합니다.

촉진 요인: 접합 전에 모재 표면의 산화물이나 오염물질을 깨끗하게 제거해야 합니다. 이를 위해 “플럭스(Flux)”를 사용하거나, 환원성 분위기 또는 진공 분위기에서 가열하는 방법을 사용합니다.

3. 모세관 현상 (Capillary Action)

정의: 액체가 좁은 틈이나 관을 통해 중력과 관계없이 상승하거나 흘러 들어가는 현상입니다.

역할: 모재와 모재 사이의 좁은 틈(접합 간극)으로 용융된 용가재가 스스로 빨려 들어가서 틈을 완전히 채우게 만드는 구동력입니다.

이상적인 간격: 일반적으로 접합 간극은 0.05~0.1mm 정도가 이상적이며, 이 간격이 너무 넓으면 모세관 현상이 약해져 불완전한 접합이 될 수 있습니다.

                                                                <경납땜과 다른 접합 방법의 비교>

경납땜에서 “용가재(Filler Metal)”는 접합부의 성능(강도, 내식성, 전기 전도성 등)을 최종적으로 결정하는 핵심 재료입니다.

경납땜 용가재는 모재보다 용융점이 낮고(450°C 이상), 모세관 현상에 의해 접합 틈으로 잘 유입될 수 있도록 젖음성과 유동성이 우수해야 합니다.

용가재는 주로 그 주요 구성 성분에 따라 분류되며, 사용되는 모재의 종류와 접합부의 환경(사용 온도, 분위기)에 맞게 선택됩니다.

                                                                <주요 경납땜 용가재의 종류와 특징>