Вместе с тем в вакууме возможно испарение летучих компонентов припоя, таких как кадмий, индий, марганец, цинк и других, что приводит к пористости и изменению состава металла шва.

Сущность физико-механических методов удаления оксидных пленок с поверхности паяемых металлов заключается в их разрушении под слоем жидкого припоя с помощью ультразвука (УЗ), трения деталей, режущего или абразивного инструмента, при этом припой защищает паяемую поверхность от воздействия кислорода воздуха и вступает с ней в физический контакт.

В качестве инструмента используются УЗ- паяльник, металлические щетки, сетки, а материалом служит тонкоизмельченный асбест.

В качестве инструмента используются УЗ- паяльник, металлические щетки, сетки, а материалом служит тонкоизмельченный асбест.

Эти методы активирования поверхности характеризуются низкой производительностью, неравномерностью удаления оксидных пленок и включением их, а также частиц абразива в паяное соединение.

Наряду с описанными методами для удаления

оксидной пленки в процесс пайки применяют

самофлюсующие припои.

Они содержат компоненты, которые активно реагируют с оксидной пленкой паяемого металла и припоя, образуя легкоплавкие шлаки, защищающие поверхности основного металла и припоя от окисления.

В самофлюсующих припоях высокой активностью обладают не только сами флюсующие компоненты, но и их оксиды.

По составу и характеру действия самофлюсующие припои можно разделить на четыре группы: припои

Взаимодействие на границе “основной металл - жидкий припой”

После расплавления припоя и достижения атомами металлов требуемого уровня энергии активации начинается взаимодействие, в процессе которого происходит смачивание поверхности твердого тела расплавом металла.

От того, насколько хорошо расплавленный припой смачивает поверхность основного металла, зависит прочность, коррозионная стойкость и другие свойства паяных соединений.

При смачивании атомы металлов сближаются на расстояние менее 100 нм.

В поверхностных слоях взаимодействующих металлов возникают связи, которые, образовавшись в отдельных местах, очень быстро распространяются по всей площади контакта “основной металл - расплав припоя”.

Природа возникших связей - квантовая, а активность образования соединений между атомами металлов определяется конфигурацией внешнего электронного слоя.

Следующей стадией взаимодействия поверхностного натяжения капли припоя на поверхности твердого тела является растекание припоя по плоской поверхности, которая продолжается до тех пор, пока не установится равновесие векторов сил поверхностного натяжения в точке на границе трех фаз, как показано на рисунке, в соответствии с уравнением:

где - натяжение на границе твердой и жидкой фаз,

-натяжение на границе твердой фазы и газа,

-натяжение на границе жидкой фазы и газа,

-коэффициент смачивания.

Из этого уравнения видно, что чем выше поверхностное натяжение припоя в расплавленном состоянии , тем хуже смачивает он основной металл.

Однако, поверхностное натяжение металлов не характеризует однозначно способность их в расплавленном состоянии течь по поверхности твердого металла.

Растекание припоя определяется соотношением сил адгезии припоя к поверхности основного металла и когезии, характеризуемой силами связи между частицами припоя:

где К - коэффициент растекания.

На процесс смачивания и растекания припоя оказывают влияние и технологические факторы: способ удаления оксидной пленки в процессе пайки, характер предшествующей механической обработки, режим пайки и др.

Так, при флюсовой пайке флюсы действуют как поверхностно-активные вещества (ПАВ) и снижают поверхностное натяжение расплавленных припоев, что способствует улучшению смачивания паяемой поверхности.

Применение газовых сред, наоборот, ухудшает смачивание вследствие того, что примеси в газовой среде взаимодействуют с основой, образуя различные соединения с кислородом, углеродом, серой.

Под действием капиллярного давления

припой поднимается по капилляру на высоту h:

Δg),

где - суммарный зазор; g - ускорение свободного падения; - плотность припоя.

В горизонтальном капилляре шириной для припоя с вязкостью η продолжительность затекания t на длину капилляра l приближенно равна

t= 6ηl2/(Δcos Δ)