레이저 브레이징: 우주선 설계의 신뢰성 향상

브레이즈 합금은 항공우주 분야에서 필수적입니다. 브레이징은 항공기 엔진 터빈 블레이드부터 로켓 노즐, 유압 어셈블리까지 산업 전반에 사용됩니다. 브레이징으로 생성되는 강력한 결합은 극도로 낮은 실패율을 요구하는 산업에서 부품의 신뢰성과 강도에 기여합니다.

항공우주에서 브레이징이 사용되는 이유

브레이징은 두 금속을 가열하고 양쪽 금속 조각에 결합하는 필러를 녹여 접합합니다. 브레이징으로 분류되려면 450°C 이상의 온도에서 이루어져야 합니다. 필러는 또한 두 금속 조각보다 낮은 용융 온도를 가져야 합니다. 항공우주 산업에서 브레이징이 사용되는 여러 이유가 있습니다.

• 여러 부품을 동시에 처리할 수 있습니다.
• 여러 이음매를 동시에 형성할 수 있습니다.
• 전체 어셈블리가 균일하게 가열되고 냉각되므로 부품에 최소한의 변형이 발생합니다.
• 세라믹을 포함하여 열팽창 계수가 다른 이종 소재를 접합할 수 있습니다.

귀금속 브레이징 합금

우주 탐사는 비용이 많이 들며 운영을 유지하기 위해 가능한 모든 곳에서 비용을 절감해야 합니다. 팔라듐과 금 같은 귀금속은 희소하며 더욱 희귀해지고 있습니다. 따라서 귀금속 브레이즈 합금 제조 비용이 증가하고 있습니다. 하지만 실패를 피해야 하므로 귀금속 브레이징 합금 사용을 중단하는 것을 꺼립니다.

많은 연구, 개발, 데이터가 귀금속 브레이징 합금의 신뢰성을 입증했습니다. 항공우주 산업이 이를 포기하려 하지 않는 것은 이해할 수 있습니다. 다행히 제조업체들은 비귀금속 합금을 연구 개발해 왔습니다. 귀금속 대응품만큼 강하지만 훨씬 저렴한 비용으로 이용 가능합니다.

브레이징의 현대적 발전

금속과 세라믹을 접합할 수 있는 새로운 활성 브레이즈 합금이 도입되고 있습니다. 이 합금은 야금 처리 없이 금속을 세라믹에 직접 접합할 수 있게 합니다. 이를 통해 일부 세라믹 센서를 필요한 위치에 우주선에 브레이징할 수 있습니다. 적절한 합금으로 브레이징하는 것이 중요합니다. 공정이 인증되면 실패는 드뭅니다. 일반적으로 어셈블리 전체가 실패하지 브레이즈드 이음매만 실패하지는 않습니다.

기존 공정으로 접합할 수 없는 금속 조각은 레이저 브레이징을 대안으로 사용할 수 있습니다. 레이저를 열원으로 사용합니다. 레이저가 금속 조각을 가열하고 브레이즈를 녹이면 부품 사이의 간격이 브레이즈가 흐르고 부품과 결합하는 모세관 역할을 합니다. 레이저는 로봇 브레이징과 자주 통합됩니다.

Genesis Systems, IPG Photonics Company는 항공, 우주 및 방위 제조를 위한 레이저 솔루션과 자동화 전문성을 제공합니다.