Технология пайки и применяемые материалы

1. Общие вопросы технологии

Для пайки применяют различные типы соединений: нахлесточные, стыковые, тавровые, телескопические и др. (рис. 3). Элементами паяного соединения являются: зазор — расстояние между соединяемыми поверхно-

стями до пайки; галтель— усиление или валик припоя вокруг паяного соединения, образуемый после пайки; паяный шов — расстояние между паяными поверхностями, заполненное припоем.

Наиболее широко применяют нахле­сточные и телескопи­ческие соединения. Прочность нахлесточного соединения зависит от величины нахлестки l, равной в общем случае l= (3-5)S, где S — толщина соединяе­мого материала. Уве­личивая нахлестку, можно повысить прочность паяного соединения до величины, близкой к прочности паяемого металла.

Рис. 3. Паяные соединения: 1 — нахлесточное, 2 — стыковое, 3 — тав­ровое, 4 — проводник с проводником, 5 — проводник с металлической подложкой, 6 — вывод с контактной площадкой, 7, 8 — штырьковых выводов навесных элементов, 9, 10, 11 — элементов объемного монтажа

Технологический процесс пайки включает следующие основные операции: подготовку поверхностей под пайку, сборку деталей; укладку припоя и иногда нанесение флю­са; пайку (нагрев места соединения или общий нагрев собранных деталей); обработку деталей после пайки (удаление флюса и др.).

Подготовка поверхностей к пайке включает механическую обработку для обеспечения сборки и очистку их от загрязнений и окислов. Окислы удаля­ют зачисткой поверхности шкуркой, шабером или хими­ческим травлением в ваннах специального состава.

Сборка деталей под пайку позволяет осу­ществить фиксацию взаимного расположения деталей и обеспечить необходимый зазор между ними. Детали фиксируют при помощи струбцин или специальных при­способлений, прихватки точечной сваркой и другими спо­собами. Оптимальные величины капиллярных зазоров для различных припоев и паяемых материалов состав­ляют 0,01—0,2 мм.

Способ укладки припоя зависит от типа паяно­го соединения и вида применяемого припоя (фольга, порошок, проволока, паста). Припои из фольги в виде шайб, прокладок при сборке укладывают в зазор между деталями. Припои в виде проволоки обычно укладывают около соединения. Порошковые припои наносят в виде пасты, разведенной на акриловой смоле или других свя­зующих. Специальные паяльные пасты содержат одно­временно припой и флюс, и укладывают их в виде вали­ков около зазора или подают в зазор под давлением.

Пайка выполняется при температурах, превышаю­щих температуру плавления припоев, как правило, на 50—100° С. В зависимости от температуры плавления припоев пайка разделяется на низкотемпературную и вы­сокотемпературную.

Для низкотемпературной пайки применяются припои с температурой плавления до 350—400° С. Паяные эти­ми припоями нахлесточные соединения имеют сравни­тельно низкие значения прочности при испытании на срез 3—7 кгс/мм². Для высокотемпературной пайки использу­ются припои, имеющие температуру плавления от 400 до 1250° С. Паяные этими припоями соединения дости­гают прочности на срез 25—50 кгс/мм² и более. Такие соединения работают в условиях статических, вибрационных нагружений и при повышенных температурах вплоть до 900—1000° С.

Обработка деталей после пайки чаще все­го включает удаление остатков флюсов промывкой в воде или специальных ваннах.