알루미늄 납땜 전문가 가이드: 기술, 팁 및 모범 사례

납땜은 금속을 접합하는 일반적인 방법입니다. 알루미늄도 납땜할 수 있지만, 다른 금속보다 훨씬 더 어려울 수 있습니다. 적절한 납땜 합금 사용, 알루미늄 산화막 제거 등 알루미늄 납땜을 더 쉽게 만드는 팁이 있습니다.

특수 용접 장비 없이 알루미늄을 접합하는 것은 진짜 도전입니다. 알루미늄용으로 설계된 특수 납땜 합금 또는 브레이징 합금, 또는 프로젝트에 따라 알루미늄을 다른 금속과 접합하기 위한 합금을 구해야 합니다.

온라인이나 매우 잘 갖춰진 철물점에서 납땜 합금을 구한 후, 주요 과제는 알루미늄 표면의 산화막을 긁어낸 직후 즉시 알루미늄을 접합할 수 있을 만큼 빠르게 작업하는 것입니다.

납땜이란?

납땜은 두 금속 조각을 접합하는 방법입니다. 부드러운 금속은 납땜으로 고정하는 경향이 있습니다. 강철, 철 같은 단단한 금속은 용접으로 고정해야 합니다. 납땜 인두는 납땜이라고 하는 금속을 200도까지 녹입니다.

금속이 액체가 되면 다른 금속을 제자리에 고정하는 일종의 접착제 역할을 합니다. 열원을 제거하면 납땜은 매우 빠르게 식어 고체가 되어 금속을 제자리에 고정합니다.

더 보기: 납땜이란?

납땜에 사용되는 금속은?

납땜에 사용되는 금속은 통상적으로 '납땜(Solder)'이라고 부르지만, 여러 금속의 합금으로 만들어집니다. 과거에는 주석과 납이 일반적이었지만, 오늘날은 무연 옵션이 훨씬 더 흔하게 사용됩니다. 이들은 주석, 구리, 은, 비스무트, 아연, 실리콘 조합을 포함하는 금속 혼합물로 만들어집니다.

납땜은 낮은 융점과 빠른 응고가 필요합니다. 또한 전기를 전도하므로 회로 제작에 중요한 요소입니다. 납땜은 장신구 등의 미적 파손 수리에도 사용될 수 있습니다.

알루미늄 납땜 방법 – 단계별 공정

1. 가능한 경우 합금 확인하기.

순수 알루미늄도 납땜 가능하지만 작업하기 쉬운 금속은 아닙니다. 많은 알루미늄 제품은 실제로는 알루미늄 합금입니다. 대부분 같은 방식으로 납땜할 수 있지만, 일부는 작업이 매우 어려워 전문 용접사에게 맡겨야 할 수도 있습니다.

알루미늄 합금에 문자나 숫자 표시가 있다면 찾아보아 특정 요구 사항이 있는지 확인하십시오. 안타깝게도 표시 없는 알루미늄 합금은 구별하기 어렵고, 전문 식별 가이드는 사업을 운영하는 경우가 아니면 가치가 없을 수 있습니다. 그냥 직접 시도해봐야 할 수도 있습니다.

알루미늄을 다른 금속과 접합하는 경우 알루미늄의 특성이 보통 제한 요인이므로, 다른 합금의 정확한 조성 확인이 반드시 필요한 것은 아닙니다. 알루미늄-강철 같은 일부 조합은 매우 어렵거나 납땜 대신 특수 용접 방법이 필요할 수 있습니다.

2. 저온 납땜 합금 선택하기.

알루미늄은 비교적 낮은 1220°F(660°C)에서 녹으며, 높은 열용량과 결합되어 일반 납땜 합금으로는 납땜이 거의 불가능합니다. 훨씬 낮은 융점을 가진 특수 납땜 합금이 필요하며, 온라인으로 주문해야 할 수도 있습니다.

일반적으로 알루미늄, 실리콘, 아연 조합으로 만든 합금이 이 목적에 사용되지만, 라벨을 확인하여 알루미늄-알루미늄 또는 알루미늄-구리 등 접합 유형에 적합한지 확인하십시오.

기술적으로 840°F(450°C) 이상에서 녹는 필러 금속은 납땜이 아닌 브레이징으로 접합합니다. 실제로는 이들 또한 납땜으로 판매되는 경우가 많으며 공정은 유사합니다. 브레이징이 더 강한 결합을 만들지만, 전기 회로나 기타 섬세한 소재가 있는 부품에는 납땜이 선호됩니다.

가능한 한 납이 포함된 납땜 합금은 피하십시오.

3. 플럭스 선택하기.

납땜 합금과 마찬가지로 플럭스도 알루미늄용 또는 접합하려는 금속 조합용으로 특화된 것이어야 합니다. 가장 쉬운 방법은 납땜 합금을 구입한 곳에서 플럭스도 함께 구매하는 것입니다. 이들은 함께 작동하도록 설계되었을 가능성이 높습니다.

선택한 플럭스의 권장 온도는 납땜 합금의 융점과 비슷해야 합니다. 선택한 납땜 합금이 840°F(450°C) 이상에서 녹으면 브레이징 플럭스를 선택하십시오.

일부 브레이징 플럭스는 얇은 알루미늄 시트나 와이어에는 사용되지 않습니다. 이러한 용도에는 '딥 브레이징(Dip brazing)' 플럭스를 찾으십시오.

4. 열원 선택하기.

알루미늄 와이어 접합에는 납땜 인두를 사용할 수 있지만, 다른 작업에는 토치가 필요합니다. 일반적으로 저온 토치를 사용하며, 화염 팁 온도는 600~800°F(315~425°C)입니다.

작업 공간에서 토치 사용이 불가능하면 150와트 납땜 인두를 시도해 보십시오.

5. 선택적 재료 준비하기.

단일 물체에 작은 수리를 하는 것이 아니라 두 개 이상의 금속 조각을 접합하는 경우 클램프가 필요합니다. 납땜 후 산화물을 세척하기 위한 피클링 용액이나 특수 물질도 권장됩니다. 일부 수지 기반 플럭스는 아세톤으로 세척해야 합니다.

6. 안전한 작업 공간 마련하기.

유독 흄으로부터 자신을 보호하기 위해 방독 마스크를 착용하고 환기가 잘 되는 곳에서 작업하십시오. 안면 마스크나 고글, 두꺼운 가죽 장갑, 합성 섬유가 아닌 옷 착용이 강력히 권장됩니다. 소화기를 근처에 두고 불연성 표면에서만 작업하십시오.

알루미늄 접합 방법

1. 어려운 접합부의 각 부분을 예비 납땜하기 (선택 사항).

큰 접합부나 알루미늄-강철 같은 어려운 조합은 '주석 도금(Tinning)', 즉 각 구성 요소에 얇은 납땜 층을 입히는 것에서 큰 이점을 얻을 수 있습니다. 아래 지침에 따라 접합하려는 각 조각에 대해 수행한 후, 조각들을 클램프로 고정한 상태에서 반복하십시오.

단일 물체의 균열이나 구멍을 수리하는 데 납땜을 사용하는 경우 이 단계를 건너뜁니다.

2. 스테인리스강 브러시로 알루미늄 세척하기.

알루미늄은 공기와 접촉하면 빠르게 알루미늄 산화막을 형성하며, 이 얇은 산화막은 접합할 수 없습니다. 아래 지침을 먼저 읽고 스테인리스 브러시로 철저히 문질러 제거하십시오. 산화막이 다시 형성될 틈을 주지 않도록 세척, 플럭스 도포, 납땜을 빠른 순서로 진행할 준비를 하십시오.

심한 산화나 기타 표면 이물질이 있는 오래된 알루미늄은 샌딩이나 그라인딩, 이소프로필 알코올과 아세톤으로 닦아내야 할 수 있습니다.

3. 모재를 함께 클램프로 고정하기.

단일 물체를 수리하는 것이 아니라 두 조각을 연결하는 경우, 원하는 접합 위치에 두 조각을 클램프로 고정하십시오. 납땜이 흐를 수 있도록 약간의 간격(1/25인치(1mm) 이하)이 있어야 합니다.

조각이 매끄럽게 맞물리지 않으면 샌딩이나 벤딩으로 접합 부위를 매끄럽게 만드십시오.

알루미늄이 산화될 기회를 최소화하기 위해 조각을 느슨하게 클램프로 고정한 상태에서 세척한 후 클램프를 조이는 것이 좋습니다.

4. 플럭스 도포하기.

금속 세척 직후 접합될 영역을 따라 납땜 봉이나 작은 금속 도구로 플럭스를 도포하십시오. 이는 추가 산화막 형성을 방지하고 납땜이 접합부를 따라 흐르도록 유도합니다.

와이어를 납땜하는 경우 액체 플럭스에 담그십시오.

플럭스가 분말 형태인 경우 라벨의 혼합 지침을 참조하십시오.

5. 금속 가열하기.

토치나 납땜 인두를 사용해 접합부 인접한 금속 물체를 가열하되, 공작물 하단부터 시작하십시오. 수리 부위에 직접 화염을 가하면 납땜과 플럭스가 과열될 수 있습니다. 토치 사용 시 토치 팁을 모재에서 최소 4~6인치(10.2~15.2cm) 떨어뜨리고, 작고 느린 원운동으로 열원을 지속적으로 움직여 영역을 고르게 가열하십시오.

납땜 인두는 사용 가능해지기까지 최대 10분이 걸릴 수 있습니다.

플럭스가 검게 변하면 식힌 후 세척하고 다시 시작하십시오.

6. 납땜 합금 도포하기.

대부분의 플럭스는 적정 온도에 도달하면 거품이 일며 연한 갈색으로 변합니다. 납땜 재료 봉이나 와이어를 접합부 위로 드래그하면서, 금속 반대쪽이나 인근 표면에서 간접적으로 계속 가열하십시오.

이미 간격을 따라 흘러들어가야 하지만, 고르고 강한 비드를 만들기 위해 일정하고 느린 움직임이 필요합니다. 납땜 경험이 적다면 매력적이고 강한 균일한 접합을 만드는 데 연습이 필요할 수 있습니다.

납땜이 알루미늄에 결합되지 않으면 표면에 산화막이 다시 형성되었을 수 있으므로 다시 세척하고 즉시 납땜해야 합니다. 잘못된 유형의 납땜 합금을 사용했거나, 알루미늄이 실제로는 접합하기 어려운 합금일 수도 있습니다.

7. 여분의 플럭스와 산화물 제거하기.

수성 플럭스를 사용하는 경우 완성된 조각이 식으면 물로 헹굴 수 있습니다. 수지 기반 플럭스인 경우 아세톤을 사용하십시오. 플럭스 제거 후 고열로 생성되었을 수 있는 산화물을 제거하기 위해 완성된 조각을 '피클링 용액'에 넣을 수 있습니다.