Тема 1.2 Материалы и оборудование для монтажа Лекция 7 Припои и флюсы для радиомонтажа

Пайкой называется технологический процесс образования неразъемного соединения металлических деталей путем нагрева (ниже температуры их автономного расплавления) и заполнения зазора между ними расплавленным припоем, образующим после кристаллизации (застывания) прочный механический спай (шов).

В зависимости от температуры в зоне соединяемых материалов пайка подразделяется на низкотемпературную и высокотемпературную. Зазор между деталями устанавливают в зависимости от соединения: для низкотемпературных припоев он составляет 0,05... 0,08 мм, для высокотемпературных - 0,03...0,05 мм.

По способу нагрева соединяемых деталей и припоя различают пайку паяльником, токами высокой частоты, в печах, горелкой, в жидких средах, ультразвуком. Название способа пайки зависит от инструмента (оборудования) или среды нагревания.

Кроме того, в зависимости от характера окружающей среды различают пайку в вакууме, нейтральных газах и восстановительной среде.

По способу введения припоя выделяют следующие виды пайки: заливкой, с предварительной укладкой припоя к месту соединения (шва); с предварительным избыточным обслуживанием поверхностей соединяемых деталей; с введением припоя паяльниками; с применением палочных или трубчатых припоев.

Припой должен обладать следующими качествами: хорошо растворять основной металл, смачивать его, иметь хорошую жидкотекучесть и достаточную механическую прочность. Температура плавления припоя должна быть ниже температуры плавления основного металла.

В качестве припоев используют цветные металлы и их сплавы, которые в зависимости от температуры плавления подразделяются на низкотемпературные (мягкие) с температурой плавления до 350 °С и высокотемпературные (твердые) с температурой плавления 350...1850 °С. В соответствии с ГОСТ 21 930-76 и ГОСТ 21 931-76 припои характеризуются температурой начала и конца плавления.

При монтажной пайке применяют серебряные и оловянно-свинцовые припои. Серебряные припои по сравнению с оловянносвинцовыми обеспечивают более высокие прочность и эксплуатационную надежность соединения. Легкоплавкость серебряных припоев способствует более экономичному их использованию, поэтому, несмотря на дефицитность серебра, для пайки ответственных конструкций применяют в основном серебряные припои. Надежность паяных соединений зависит от состояния соединяемых поверхностей и их конструкций, температуры пайки и применяемого флюса.

При подготовке поверхностей деталей, подлежащих пайке, производится удаление механическим или химическим способом загрязнений, ржавчины, оксидных и жировых пленок. В простейшем случае поверхности деталей промываются бензином или спиртом.

Пайка может выполняться либо в защитной атмосфере, либо с использованием флюсов, предохраняющих поверхности соединяемых деталей от возможного окисления при повышенной температуре.

Перед горячим лужением или пайкой подготовленные поверхности деталей покрывают флюсом, который выбирается в зависимости от применяемого припоя и соединяемых металлов, а также от способа пайки. Температура плавления флюса должна быть ниже температуры плавления припоя для обеспечения его жидкого состояния и равномерного растекания по основному металлу.

Флюсы способствуют образованию жидкой или газообразной защитной зоны, предохраняющей поверхность металла и расплавленного припоя от окисления, а также растворяют и удаляют пленки оксидов с поверхности.

Технологический процесс пайки включает в себя лужение, которое предшествует пайке и заключается в покрытии поверхностей соединяемых деталей тонкой пленкой припоя. При лужении происходит сплавление припоя с основным металлом. После лужения производится пайка деталей, для чего припой наносят в места соединения деталей и прогревают до его полного растворения, сохраняя детали в сжатом состоянии до полного затвердевания припоя. Правильно спроектированное соединение должно быть удобным в сборке и надежно работать в условиях эксплуатации РЭА и приборов. Основные типы паяных соединений установлены ГОСТ 19 249-73.

Высокая механическая прочность паяного соединения может быть обеспечена только при тщательном соблюдении технологии пайки. Недостаточно тщательная очистка деталей перед пайкой, неправильная конструкция паяного шва, несоблюдение температурного режима пайки и другие нарушения технологического процесса неизбежно приводят к появлению различного рода дефектов в паяном шве и ослаблению паяного соединения.

Основными дефектами при пайке являются:

1) наличие трещин в паяном шве в результате быстрого охлаждения деталей после пайки или значительной разницы в коэффициентах теплового расширения припоя и металла;

2) наличие пор в шве за счет высокой температуры пайки или интенсивного испарения флюса;

3) несмачивание припоем поверхности деталей из-за большой их загрязненности.

Контроль качества готовых паяных соединений обычно проводится или без разрушения изделий одним из физических способов (внешний осмотр, рентгеноскопия), или с разрушением изделий (на отрыв, на срез, на разрыв).