21. Опишите назначение и требования к флюсам. Приведите классификацию флюсов.

Флюсы - это вещества (а чаще смесь) органического и неорганического происхождения, предназначенные для удаления окислов с поверхности под пайку, снижения поверхностного натяжения, улучшения растекания жидкого припоя и/или защиты от действия окружающей среды.

. Определение и назначение флюса.

Флюсом называют неметаллические вещества, применяемые:

• для удаления окисных пленок и адсорбированного кислорода с поверхности паяемых материалов и припоя;

• для защиты очищенных от окисной пленки поверхностей припоя и паяемых материалов от повторного окисления при пайке на воздухе или в других газовых средах;

• для улучшения условий смачивания поверхностей припоем за счет изменения соотношения поверхностных натяжений ;

• для создания, в ряде случаев, у поверхностей паяемых материалов новой жидкой металлической фазы (за сет восстановления того или тного окисла флюса, разложения каких-либо солей во флюсе) с целью осаждения и покрытия тончайшим слоем этого металла поверхностей паяемых материалов. Данные покрытия в момент их формирования используется:

1. для защиты от окисления (или хотя бы образования термически стойких окислов;

2. улучшения смачиваемости паяемых поверхностей припоем.

2. Требования к техническим свойствам флюсов.

1. температура плавления твердых флюсов должна быть ниже температуры начала (Т_с) плавления припоя;

2. К моменту начала плавления припоя флюс должен смачивать поверхность основного металла;

3. При температуре пайки расплавленный флюс должен обеспечить полное удаление окисной пленки и защиту от повторного окисления основного материала и припоя;

4. Флюс не должен терять активности и защитных свойств при длительном нагреве при температуре пайки;

5. Продукты флюсования не должны способствовать активному развитию коррозии паяных соединений;

6. При нагреве флюсы не должны выделять токсичные вещества;

7. Химически не взаимодействовать с припоем и образовывать с ним два несмешивающихся расплава (раствора, слоя).

Классификация в тетради)))

22,23. Опишите особенности флюсов для высокотемпературной и низкотемпературной пайки

Флюсы для пайки классифицируются по следующим признакам:

По температурному интервалу активности:

• низкотемпературные (≤450 °С)

• высокотемпературные (>450 °С)

Флюсы для низкотемпературной пайки металлов делят на флюсы на основе органических и неорганических соединений. Флюсы второй группы, как правило, более активны, но соединения при этом менее коррозионностойки.

Флюсы на основе органических соединений: канифоль и составы на ее основе. Для пайки Сu канифоль – 30%, спирт этиловый – 70%, температурный интервал активности – 130-150С.

Кроме канифоли и спирта в качестве органической основы флюса могут служить: глицерин, этилен-гликоль, органические кислоты и т.д.

Флюсы на основе неорганических соединений. Основными составами являются хлориды Ме, наиболее распространенными компонентами являются хлористый Zn и хлористый аммоний. В смеси хлористый Zn и хлористый аммоний более активны, чем по отдельности.

Т

ZnCl₂ 40% 290-350С

Н₂О 60%

Т

ZnCl₂ 48% 150-320С

Н₂О 40%

NH₄Cl 40%

Флюсы на основе неорганических соединений. Основными составляющими неорганических активных флюсов для низкотемпературной пайки являются хлориды металлов. Наиболее распространены хлористый цинк и хлористый аммоний.

При высокотемпературной пайке необходимо, чтобы среди компонентов флюса были более сильные окислители, чем кислород. Поэтому высокоактивные флюсы содержат хлориды и (или) фториды. При этом состав флюсов должен обеспечивать их температуру плавления ниже температуры плавления припоя.

При пайке меди, медных сплавов и сталей в качестве других компонентов флюсов применяют боридные соединения, н-р, буру Na₂В₄О₇·10Н₂О, борную кислоту Н₃ВО₃ и боридный ангидрид В₂О₃.

Среди высокотемпературных различают флюсы:

1. галогенные (хлоридо-фторные с темп-ми интервалами активности 400-625С и 600-1000С)

2. с простыми и комплексными фторидами (с темп-ми интервалами активности 550-860С и 750-11000С)

3. их фосфатов и силикатов с соединениями бора (с темп-м интервалом активности выше 1000С)

4. без соединений бора с фторидами и хлоридами, время действия флюсов обычно менее или равно 5 мин.

при высокотемпературной пайки алюминия используют флюсы, например, следующих систем: КСl-LiCL-NaCl-ZnCl₂

Процесс флюсования при пайке включает, в общем случае, три действия:

смачивания паяемого металла и припоя флюсом;

удаления оксидных пленок с поверхности паяемого металла и припоя;

вытеснения флюса из соединительного зазора расплавленным припоем.

Механизм флюсующего действия растворов и расплавов флюсов складывается, в зависимости от природы флюсующего компонента, из таких процессов:

из химического взаимодействия между основными компонентами флюса и оксидной пленкой; продукты реакции флюсования растворяются в флюсе или выделяются в газообразном состоянии;

из диспергирования оксидной пленки в результате адсорбционного понижения ее прочности под влиянием расплава флюса;

из химического взаимодействия между активными компонентами флюса и паяемым металлом, в результате чего происходит постепенный отрыв оксидной пленки от поверхности металла и переход ее в флюс;

из растворение оксидной пленки в флюсе;

из разрушения оксидной пленки продуктами флюсования;

из растворение паяемого металла и припоя в расплаве флюса.