Т Е Х Н И К А С О Е Д И Н Е Н И Я Д Е Т А Л Е Й

1. ПРИПОИ

   1. Основные понятия.

При пайке металлические детали соединяются посредством припоя – связующего сплава, который, нагреваясь и становясь жидким, растекается между спаиваемыми деталями и образует прочное неразъемное соединение. Для облегчения процесса пайки применяются флюсовые добавки.

Место пайки должно быть нагрето до рабочей температуры припоя, то есть до температуры, когда припой расплавляется и заполняет шов соединения, причем эта температура должна быть ниже температуры плавления соединяемых металлов, иначе они могут тоже расплавиться. Практика показывает, что температура мягких припоев ниже 450 градусов Цельсия, а твердых выше 650 градусов Цельсия. Температура действия флюса должна быть ниже рабочей температуры припоя.

1.2 Свойства припоев.

Припой должен плавиться, в то время как основной металл еще находится в твердом состоянии. Разница между рабочей температурой припоя и началом плавления основного металла должна составлять не менее 50 градусов Цельсия. При превышении температуры солидуса основного металла начинается нежелательное «томление» сплава, и тогда всё изделие или его отдельные части могут стать непригодными. Но минимальную разницу рассматриваемых температур в 50 градусов Цельсия нельзя считать нормой, так как, например, при пайке тонкой проволоки (филигранные изделия) опасность перегрева в отдельных местах настолько велика, что эта разница должна быть больше. Интервал плавления твердых припоев можно снизить с помощью различных легирующих добавок; температура плавления мягких припоев и без того значительно ниже, чем у спаиваемых металлов.

Жидкий припой должен растекаться на спаиваемом металле. Обеспечение необходимой смачиваемости при пайке предполагает определенное родство соединяемых металлов. Бывает, что припой, расплавляясь, принимает форму шарика, вместо того, что бы растекаться по основному металлу и заполнять стык соединения. Причинами такого явления (высокого поверхностного натяжения жидкого металла) могут быть различные факторы, например большая разница температур: припой расплавился, но ввиду высокой теплоотдачи детали, место пайки еще не достигло такой же температуры, то есть предварительного нагрева не хватило, это значит сродство металлов недостаточное. На текучесть припоев может повлиять так же наличие окисных пленок и инородных частиц на припое или на металле, и различие структур припоя и основного материала. Для хорошего сцепления между припоем и основным металлом необходимо, что бы атомы припоя приблизились к атомам основного металла на межатомное расстояние, чему и способствует растворение припоем микронеровностей на поверхностях спаиваемых деталей.

Соединение припоя и основного металла должно быть долговечным. Долговечность, как и смачиваемость, то же зависит от «родства» основного металла и припоя. При расплавлении припоя и сильном нагреве основного металла атомы металла приобретают такую высокую подвижность, что они в состоянии вызвать процесс диффузии. Степенью диффузии металлов, которая происходит на границах зон расплавленного припоя и основного металла и определяется прочность и однородность паяного соединения.