5. Перечислите основные виды спаев, образующихся при пайке.

В зависимости от условий и режима пайки, а также от соотношения физико-химических свойств паяемого материала и припоя спай, образующийся между ними, может иметь различное строение. Если процесс прекращается на стадии образования химических связей, когда взаимной диффузией паяемого материала и припоя в их объёме можно пренебречь, то имеем бездиффузионный спай. Такой спай образуется между металлами со слабым химическим сродством, низким коэффициентом взаимной диффузии, малым временем пайки и ограниченной температурой (например, соединение Fe—Sn). Последующая выдержка создаёт условия для развития диффузионных и растворно-диффузионных процессов. Спай, образующийся в условиях протекания растворно-диффузионных процессов в зоне контакта жидкого металлов, называют растворно-диффузионным. Растворно-диффузионный, в котором реагирующие компоненты образуют твердые растворы или промежуточные фазы (интерметаллиды, например Au—Sn, Ag—Sn и др.) Спаи, образующиеся при пайке в результате контактного плавления, относят к контактно-реакционным. При образовании этого вида спаев процесс ведётся при температурах ниже точек плавления взаимодействующих металлов. Пайка идёт без припоя при температуре меньше температуры плавления взаимодействующих материалов. Процесс образования спая при температуре ниже температуры плавления взаимодействующих материалов. Развитие процессов взаимодействия в зоне спая происходит в направлении увеличения количества жидкой фазы в шве. Диспергированные спаи – спаи между металлами, которые между собой не сплавляются и не дают химических соединений (Fe-свинец, W-Cu, W-Ag). При пайке указанные легкоплавкие материалы смачивают Fe и W запекают в капиллярные зазоры и обеспечивают формирование соединения. Для этого требуется высокая термическая активация (достигается перегревом). В этих случаях происходит диспергирование в результате сильного снижения свободной поверхностной энергии твёрдого металла под действием расплавленного припоя.

7. Приведите классификацию способов пайки.

По ГОСТ 17349-79 методы пайки классифицируют на следующие группы:

1. по способу удаления оксидной пленки

2. по кристаллизации паяного шва

3. по способу получения припоя

4. по заполнения зазора припоем

5. по источнику нагрева

6. по наличию давления на паяемые детали

7. по одновременности выполнения паяных соединений

Методы пайки по способу удаления оксидной пленки делятся на:

• флюсовая пайка

• пайка в активной газовой среде

• пайка в нейтральной газовой среде

• пайка в вакууме

• ультразвуковая пайка

Краткая характеристика методов пайки по удалению оксидной пленки.

1. Флюсовая пайка – пайка с применением флюса для обеспечения удаления окислов с поверхности паяемых деталей и припоев и для предупреждения образования окислов при нагреве в процессе пайки.

Механизм воздействия флюса включает стадии:

- растворение окисной пленки во флюсе

- химическое взаимодействие флюса с окисной пленкой, в результате образуются легкоплавкие шлаки

- химическое взаимодействие флюса с основным металлом, в результате окисная пленка разрушается и отрывается от основного металла, переводясь в шлак

- восстановление окисной пленки

2. Пайка в активной газовой среде

В качестве восстановительной газовой среды применяется водород или его заменители

МеО+Н₂=Ме +Н₂О

3. Пайка в нейтральной газовой среде

Инертные газы предохраняют металл и припой от окисления в процессе пайки. Если пайку вести в проточной газовой среде, то парциальное давление кислорода снижается, и создаются условия для диссоциации окислов (распада)

4. Пайка в вакууме

Создаются условия для диссоциации окислов и предупреждения повторного окисления поверхностей паяемых изделий при нагреве. Обычно паяют медь, никель, вольфрам, высоколегированные и жаропрочные стали.

5. Ультразвуковая пайка

Для удаления окислов с поверхности некоторых металлов при низкотемпературной пайке применяется способ их ультразвукового разрушения. Ультразвуковые колебания создаются в расплавленном припое, нанесенным на паяемые металл.

Краткая характеристика методов пайки по способу нагрева паяемых материалов и припоя.

По способу нагрева паяемых материалов и припоя методы пайки делят на:

• пайка в печах – отличается высокой производительностью, высокой стабильностью качества паяемого изделия, минимальными деформациями и остаточными напряжениями.

• пайка в вакуумных печах – обеспечивается защита деталей от окисления, от обезуглероживания сталей, получение более плотных коррозионностойких и прочных паяных швов.

• индукционная пайка – нагрев осуществляется с помощью медных водоохлаждаемых индукторов, по которым проходит ток высокой частоты. Преимуществами являются большая скорость нагрева, локальность нагрева, легкость автоматизации процесса, возможность вести пайку в любой среде.

• пайка электросопротивлением – нагрев происходит в результате выделения тепла в месте контакта между деталями, где электрическое сопротивление максимально. В данном методе пайки можно не применять припой при пайке на контактных сварочных машинах.

• электролитная пайка – основана на явлении нагрева катода, погруженного в электролит при прохождении через него электрического тока. Метод применяется только для пайки небольших деталей. Допускает соединение разнородных металлов, легко механизируется

• световым лучем

• газопламенная пайка

• пайка паяльником и др.виды

Краткая характеристика методов пайки по виду используемых припоев и образованию расплава припоя.

Пайка готовым припоем – используется припой в виде прутков, проволоки, ленты, трубок наполненных флюсом и т.д. При печной и др. видах групповой пайки готовый припой наноситься в процессе сборки дозированными заготовками (кольца, шайбы, штампованные ленты).

Пайка композиционным припоем – используется припой, соединяющий в своем объеме наполнитель (материал который используется для образования в паяльном зазоре системы капилляров и обеспечения специальных свойств паяемых материалов). Например, припои получаемых спеканием волокон или порошков тугоплавких металлов с последующей пропиткой жидкой легкоплавкой фазой.

Контактно-реактивная пайка – припой образуется в процессе контактно-реактивного плавления. Основана на способности некоторых металлов в месте контакта сплавы, температура плавления которых меньше температуры плавления основного металла, могут образовываться твердые растворы (эвтектика).

Реактивно-флюсовая пайка – припой образуется в результате разложения компонентов флюса. Разложение может идти по двум путям – восстановление металла из флюса или разложение солей и соединений металла, входящий в состав флюса.