8. Опишите особенности пайки в активной газовой среде

Применение восстановительных газовых атмосфер для пайки основано на протекании реакций восстановления металла из окисла, кислород связывается газом-восстановителем, а получающийся продукт удаляется из камеры пайки потоком свежей атмосферы.

В качестве восстановительных газовых сред используют водород и окись углерода, а также их смеси с азотом. Очищенный от примесей паров воды и других газов водород является очень активным восстановителем и действует на окислы металлов по реакции

МеО + Н₂ → Ме + Н₂O.

Водород гораздо более активный восстановитель, чем окись углерода. Так, например, окислы железа восстанавливаются в водороде примерно в 20 раз быстрее, чем в окиси углерода при 500° С, и в 10 раз быстрее при 300° С. Недостатком водорода является взрывоопасность, ограничивающая его применение.

На скорость восстановления окислов металлов большое влияние оказывают кислород, попадающий в камеру пайки с газовой средой из-за подсоса воздуха, выделения кислорода из металла и т. п., а также скорость удаления продуктов реакции восстановления. В присутствии паров воды скорость протекания этой реакции может стать равной нулю задолго до установления равновесного состава газовой фазы.

Восстановительная атмосфера не должна содержать паров воды и примесей кислорода. Поэтому газы перед пайкой необходпуо осушить, пропуская их через силикагель или алюмогель. Так как в производственных условиях осушить водород до такой низкой точки росы крайне сложно, то при пайке деталей из коррозионно-стойких сталей в водородной печи часто используют флюсы или для улучшения смачивания мест пайки припоем па поверхность деталей наносится медное или никелевое покрытия.

Необходимо отметить, что вследствие взрывоопасности водород применяют редко, и как правило, в печах малого размера.

9.Опишите особенности пайки в нейтральной газовой среде, в вакууме.

В качестве нейтральных атмосфер для пайки используют инертные газы: аргон, гелий и азот. Пайка в среде инертных (нейтральных) газов обычно производится в контейнере при постоянной продувке. Продувка камеры пайки аргоном, подаваемым под некоторым избыточным давлением, необходима потому, что поток аргона в этом случае уносит с поверхности паяемой детали и из камеры пайки кислород и другие газообразные продукты, образующиеся при диссоциации окислов и других соединений. В случае пайки в застойной газовой среде повышение парциального давления кислорода у поверхности паяемой детали может вызвать прекращение процесса диссоциации.

В ряде случаев дефицитные аргон и гелий могут быть с успехом заменены более дешевым и доступным азотом. В частности, азот в качестве нейтральной атмосферы может быть использован для пайки меди, ее сплавов и для пайки сталей при относительно невысоких температурах: для меди 750—800° С, для стали до 1200° С. Недостатком азота является образование хрупких нитридов на поверхности некоторых сталей. Это опасно в случае пайки тонкостенных изделий, которые при этом теряют прочность.

Пайка в вакууме

Бесфлюсовая папка с применением разреженного газа при дав­лении ниже 10⁵ Па называется пайкой в вакууме. При создании в печи пли контейнере вакуума с определенной степенью разря­жения парциальное давление кислорода становится ниже упру­гости диссоциации окислов. Эти условия необходимы для диссо­циации (самопроизвольного распада) окислов и предупреждения повторного окисления поверхностей паяемых деталей при нагреве в процессе пайки. В вакууме обычно паяют медь, никель, вольфрам высоколегированные и жаропрочные стали. Сплавы, содержащие в споем составе значительное коли­чество алюминия или хрома, при пайке в низком и среднем ваку­уме требуют дополнительного флюсования, так как окислы алю­миния и хрома очень устойчивы, имеют малое давление пара и начинают испаряться при очень высоких температурах, близких к температурам их плавления.