납땜(브레이징 솔더링)

브레이징이란 450°C 이상에서 접합하고자 하는 모재(BASE METAL) 용융점(MELTING POINT) 이하에서 모재는 상하지 않고

용가재와 열을 가하여 두 모재를 접합하는 기술이다.
더 자세히 말하자면 450°C 이상의 액상선 온도(LIQUIDUS TEMPERATURE)를 가진 용가재를 사용하며 모재의 고상선 온도

(SOLIDUS TEMPERATURE) 이하의 열을 가하여 두 모재를 접합하는 방법을 브레이징(BRAZING)이라 할 수 있다.

참고로 용가재(FILLER METAL)를 가지고 접합하는 방법은 크게 웰딩(WELDING), 브레이징(BRAZING), 솔더링(SOLDERING)으

로 나눌 수 있다. 흔히 웰딩(WELDING)을 용접, 브레이징(BRAZING)을 경납땜, 솔더링(SOLDERING)을 연납땜으로 말하기도

한다.

구 분	브레이징(BRAZING)	솔더링(SOLDERING)	웰딩(WELDING)
작업온도	450°C 이상 모재 용융점 이하	450°C 이하 모재 용융점 이하	450°C 이상 모재 용융점 이상
작업후 모재형태	상하지 않음	상하지 않음	상할 수 있음
작업후 변형정도	거의 없음	거의 없음	심함
작업후 잔류응력	없음	없음	있음
주요 가열원	가스저항, 유도가열, 로, 적외선 등	인두, 초음파, 오븐, GAS 등	플라스마, 전자빔, 아크, 저항, 레이저 등
강도	좋음	나쁨	좋음
외관	좋음	좋음	나쁨
자동화 가능성	좋음	좋음	좋음
다부품 접합	양호	양호	나쁨
기밀성	양호	양호	양호

상기 3가지 공법의 차이는 솔더링은 450°C 이하의 용가재를 가지고 접합하는 방법을 칭하며 welding과 브레이징은 450°C 이상

의 온도에서 행해지나 그 차이점은 웰딩은 접합하고자 하는 모재의 용융점(MELTING POINT) 이상에서 접합하는 방법이며 브

레이징은 용융점(MELTING POINT) 이하에서 모재(BASE METAL)는 상하지 않고 용가재(FILLER METAL)를 사용하여 열을 가

하여 두 모재를 접합하는 기술을 의미한다.

일상생활에서도  납땜을 필요로 하는 경우가 다수 있을 수 있습니다.

학창시절 인두기로 하던 땜과 조금 달라 어려워 하시는 분들이 많으나 어려워 하실 필요 없습니다.

가스 토치와 납, 후락스 그리고 여러분의 용기가 필요할 뿐 입니다.

가스토치는 시중에 여러 종류가 있습니다. 미세 불조절이 가능한 토치와  좀더 큰 브레이징 토치 두가지가 잇으면 되겠습니다

      

꼭 가스토치 일 필요는 없습니다. 용량이 큰 전기 인두기로도 가능합니다(300~500w)

예전에 사용하던 적색이나 청색 가스통은 요즘 나오지 않는다네요

왜 내가하면 납땜이 왜 잘 안될까요?

그 몇가지 이유 중 무엇 보다 중요한 것은

첫번째로 납의 선택에 있습니다

그러면 어떤 납을 선택해야 할까요?

대단 한건 아닙니다만, 아래 표를 보시면 도움이 되시리라 여겨집니다.

1. 유연납과 무연납의 특성

(시중의 땜용 납은 대부분 무연납입니다)

구 분	유 연 납	무 연 납
납(Pb) 함유 여부	납(Pb) 다량 포함	납 없음 대부분 주석(Sn)
성분 함유량	일반적인 유연납은 납40%, 주석60%	주석 95%이상+은,구리
녹기 시작하는 온도	183℃	217℃~230℃
퍼짐성	잘 퍼져서 작업성 용이	않좋음
인두기 온도 (모제 가열 온도)	380℃ 이상	420℃ 이상
유해성	유해함(환기 필요)	무해함
가격	저렴하다	비싸다
납땜시 적정한 굵기	미세한 곳은 0.4~0.6mm 굵기 납이 많이 들어 가는 곳은 더 굵은 것 사용
※ 납땜할 때 나오는 연기는 플럭스가 타는 것으로 납이 아닙니다.

1). 유연(일반)납

유연납이라 함은 연기가 난다는 의미가 아니라 납(Pb)이 포함되어 있다는 의미입니다.

납땜(Soldering) 작업에 납(Pb)을 사용하는 이유가 적당히 낮은 온도에서 열을 가하면 잘 퍼지고 잘 젖어드는 물질이기

때문입니다. 납(Solder)과 납(Pb)는 다른 의미입니다. Solder라는 것은 납땜작업에 사용되는 합금은 모두 Solder라 부릅니다.

실제로는 납(Pb)이 포함되지 않은 납(Solder)도 존재합니다.

  

유연납은 일반적으로 주석(Sn):납(Pb)을 약 6:4의 비율로 합금하여 사용합니다. 물론 줄납(Solder Wire)의 경우에는 3% 내외의

플럭스를 포함하고 있습니다. 원래 순수한 납(Pb)은 녹는점이 꽤 높이 1기압에서 약 237.5도 정도 됩니다. 그리고 순수한

주석(Sn)은 약 232도 정도입니다.

  

그래서 둘을 6:4 비율로 합금하면 녹는점이 약 183도 정도로 낮아지므로 둘을 합금해서 사용하는 것입니다.

  

줄납(Solder Wire)의 품질은 조성 금속이 얼마나 순물질로 이루어져있는가도 중요하지만, 포함된 플럭스도 매우 중요합니다.

좋은 플럭스가 포함된 납은, 작업 후 찐득거리는 잔사가 많이 남지 않습니다. 품질이 좋지 않은 납을 사용하는 경우 플럭스에

의한 회로 쇼트가 발생할 수도 있습니다. 또한 납땜 작업시에도 몸에 유해한 물질을 많이 포함할 확률이 높습니다.

납땜시 납연기 제거기를 사용하는 이유는 플럭스에 포함된 halogen계열의 해로운 물질을 인체가 흡입하는 것을 방지하기 위

한 목적이 가장 큽니다.

  

유연납의 장점은 가격이 저렴하고 작업성이 매우 좋아 저렴한 인두기로도 작업이 잘 됩니다.

  

단점은, 인체에 치명적인 중금속인 납(Pb)을 포함하고 있다는 것입니다. 오늘날은 환경 규제로 인하여 유연납 사용은 점차 금지

되고 있습니다. 전자제품 겉면에 RoHS라는 마크가 보인다면 Pb-free Solder로 납땜된 제품이라 보면 됩니다.

  

** 납 중독 발생

중금속인 납이 들어 있는 물질에 장기간 노출됨으로써 신체에 납이 축적되어 유해한 결과가 나타나는 질환

 

  

2). 무연납

무연납은 연기가 없는 납이 아닙니다. 납(Pb)이 포함되지 않은, Pb-free Solder를 무연납이라 칭합니다.

 

무연납의 주성분은 주석(Sn)입니다. 순수한 주석은 녹는점이 약 232도로 높은 편이며 퍼짐성이 그다지 좋지 못합니다.

그래서 이를 보완하기 위해 합금을 만들어 사용하는데, 저렴한 조성으로는 주석 99%에 구리(Cu) 0.7% +@소재를 사용합니다.

이 조성을 하는 경우 녹는점은 약 227도 정도로 살짝 낮아지며 퍼짐성이 향상됩니다.

  

무연납의 경우 솔더 와이어에 포함된 플럭스가 특히 중요합니다. 플럭스의 품질에 따라 납땜 작업성이 결정된다 할 수 있습니다.

  

무연납의 장점은 납(Pb)을 포함하고 있지 않아 인체에 부담이 적다는 것입니다. 단점으로는 납땜 장비가 좀 받쳐줘야 작업이

수월합니다.

  

3). 은납

은납은 대부분 Pb-free 솔더입니다. 주석을 주성분으로 하는 솔더의 작업성을 향상시키기 위해서 은(Ag)을 3%~4%정도 함유한

것입니다.

 

은납이라해서 무조건 Pb-free만 있는 것은 아닙니다. 일부 메이커에서 Pb를 포함한 유연은납도 출시되어 있습니다.

은납의 경우 녹는점이 대략 217도 정도이며 퍼짐성은 유연납만큼은 아닐지라도 은이 포함되지 않은 무연납과는 비교가 되지

않습니다. 좋은 무연은납을 사용하는 경우 작업자의 숙련도에 따라 일반 유연납 작업과 작업 효율이 거의 차이가 없어지기도

합니다.

 

단점은 가격이 유연납의 4~5배, 일반무연납의 2~3배 정도라는 점입니다.

 

4). halogen-프리 납

halogen 프리 납은 금속 성분에 대한 표시라기 보다는, 포함되어 있는 "플럭스"에 halogen 함유량을 의미하는 것입니다.

halogen을 다량 흡입하는 경우 불임 등과 같은 부작용을 초래할 수 있다고 알려져 있습니다. 그러나 halogen의 경우 아직 규제가

명확하지 않아 기업들의 채용이 의무적이지는 않습니다.

  

유연납과 무연납의 차이점이 궁금해요 ?

유연납은 해로운 납 성분이 들어있지만 작업하기엔 더 편하고 쉽습니다.

반면 무연납은 납 성분이 없지만 더 높은 온도의 인두기를 사용해야 하며, 기술력이 필요합니다.

  

유연납은 약 183℃에서 녹기 시작하며, 무연납은 217℃에서 녹기 시작합니다. 고로, 납땜 작업을 하기 위해서는 인두기의 온도가

각각 380℃(유연) , 420℃(무연) 이상은 되야합니다.

 

납을 고름에 있어 사용하는 인두기에도 영향을 끼친다는 것입니다.

  

유연납은 가격이 싸고 작업하기가 편리하며, 무연납은 비싸고 작업도가 떨어지지만 몸에 해로운 납 성분이 없는 친환경적이라는

것입니다.

 

유연납과 무연납 현황

 

최근에는 무연납을 주로 사용하고 있으며, 해외 수출시에는 무연납 사용이 필수가 되고 있습니다. 납 성분이 환경문제에 매우

안좋기 때문입니다. 납은 인체에도 매우 안 좋습니다. 납 중독은 오래전부터 이야기되어 들어본 내용입니다. 그래서 무연납

사용을 권장 또는 필수가 되고 있습니다.

  

그런데 무연납 작업시 일반납보다 작업성이 떨어집니다. 주석만 있다보니 젖은성이 떨어지고 녹는 온도가 높아, 납땜시 불량이

자주 나옵니다. 그래서 작업을 높이기 위해 플러스를 포함시킵니다. 이 플러스가 납보다 인체에 더 안좋은 것입니다. (유연납보다

도 무연납이 더 헤롭다고 하는 이유)

  

그것은 플럭스안에는 halogen이라는 성분이 들어 있습니다. 이게 몸에 엄청 헤롭다고 합니다. 플러스는 인두작업시 높은 온도에

타면서 연기로 변하면서 작업자가 들어마시게 됩니다. 이게 인체에는 굉장히 안좋은데 나타나는 시간이 좀 걸린다는 것입니다.

그래서 최근에는 halogen프리 무연납이 나오고 현재 많이 사용되고 있습니다.

  

일반납 - 무연납 - 은납 - halogen프리 무연납

  

납작업시에는 연기는 되도록 안마시는게 좋습니다. 환기를 자주시켜 주시거나 마스크를 착용 또는 납연기정화기를 설치하여 납

연기를 정화시켜주는 것도 바람직합니다.

  

외국에서는 사람과 환경을 지키기 위해 무연납과 halogen프리 무연납을 지정해서 사용된 제품만 수입할 수 있는 법을 만들어

시행한다고 합니다.

 

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2. 제품 코드별 납이 녹기 시작하는 온도

유연납은 인체 유해성에 대한 논란이 있을수 있습니다만 직업적으로 납땜을 하지 않는다면 큰 문제가 되지 않을것이나,

선택은 사용자의 몫입니다.납을 선택 하셨으면 땜용 후락스(플럭스)선택하셔야 합니다.납땜용 플럭스 하면 이게 떠오르죠?

   

이것은 버리세요

  

또 붕사를 많이 쓰시기도 합니다.최근에 아주 성능 좋은 것들이 많이 개발&수입 되고 있고 가격도 천차만별이니 네이버 검색

해보시고 선택하시면 되겠습니다.

단  액상으로 된 무세척 제품을 선택하시면 사용이 편리하며(그을음이 거의 남지 않음),  
동용접도 하실 거라면 사용온도가 높은 것을 선택하실 것을 추천합니다.

사용 온도가 표시되어 있습니다.

종류가 너무 많죠?.

은납용, 동용, 알루미늄용, 스텐레스용 등 용도가 표기되어 잇습니다.납땜만 하실거면 은납용, 동땜도 해야한다 하시면

동용(납겸용가능)선택하시면 되지요.(※납이 유연납이면 플럭스도 유연용, 무연납이면 플럭스도 무연용 또는 무,유연 겸용을 

사용하세요)

옛말에 일을 못하면 연장이라도 좋아야 한다는 말이 있습니다.

땜용 자재도 투자한 만큼 성능이 좋습니다

자재를 다 준비 했는데 그래도 안된다 . 그건 예열 부족입니다

녹지 않을 만큼 충분히 가열하면 됩니다

※동용접은 녹이는 온도(700~800°C )가 납보다 높을 뿐 납땜보다 더 쉽습니다. 납땜이 되면 동땜은 누구나 할 수 있습니다.