9.9.4. Пайка легких металлов

Пайка алюминия и его сплавов. Низкотемпературная пайка осуществляется с предварительным нанесением на поверхность паяемых деталей технологических покрытий толщиной 15 – 25 мкм из меди, гальванического или химического никеля, серебра, цинка или олова (лужением). Покрытия могут наноситься термовакуумным напылением, электрохимическим, химическим и другими способами. Лужение паяемых поверхностей алюминиевых деталей проводят абразивным и ультразвуковым методами или с использованием активных флюсов. Применяются оловянно-свинцовые припои, припои на основе олова с цинком (П200А, П250А), припои системы Sn–Cd–Zn (П150А) и др.

Высокотемпературная пайка осуществляется припоями на основе алюминия типа 34А, П425 и др. с флюсами на основе смеси солей хлоридов щелочных и тяжелых металлов с добавками фторидов металлов.

Пайка алюминия с медью, никелем и сталью проводится по предварительно нанесенному на поверхность алюминия слою никеля или меди. Лужение и пайку осуществляют оловянно-свинцовыми припоями и флюсами, используемыми для низкотемпературной пайки чистых меди и никеля.

Пайка титана и его сплавов. На поверхности титана всегда имеется альфированный слой, т.е. приповерхностный слой металла (образующийся после горячей обработки заготовок на воздухе), насыщенный оксидами и нитридами, в котором присутствует стабилизированная кислородом и азотом -фаза титана. Перед пайкой этот слой необходимо удалять пескоструйной обработкой или травлением в растворе: 25 мл HNO₃ и 35 мл НСI на 1 л воды.

Обычно пайку титана и его сплавов ведут в вакууме или в аргоне, тщательно очищенном от примесей кислорода, азота и паров воды.

Высокотемпературная пайка. Применяются серебряные припои, чистое серебро, а также припои на основе никеля или меди.

Для получения более пластичных и прочных соединений применяют диффузионную пайку титана. Для этих целей на паяемые поверхности изделия наносят тонкие слои никеля, меди, цинка,железа, кобальта, серебра или их комбинаций. После пайки температуру снижают на 50 – 100 °С и выдерживают до тех пор, пока в паяном соединении не образуется пластичный твердый раствор. При таком способе пайки достигается прочность соединений, близкая к прочности паяемого металла.

Низкотемпературная пайка титана оловянно-свинцовыми припоями осуществляется только по слою никеля и меди, предварительно нанесенному на титан гальваническим путем, с использованием канифольно-спиртовых флюсов.

9.9.9. Пайка металлов с неметаллическими материалами

Пайкой можно соединять металлы с полупроводниками, керамикой, стеклами, фарфором, кварцем, графитом, ферритом, ситаллом и др.

Вследствие различия физико-химических свойств и состава металлов и неметаллических материалов природа связи в паяных швах, обеспечивающих их соединение, иная, более сложная, чем в соединениях между металлами. Минералокерамика, стекло, кварц, ситалл и другие неметаллические материалы, подвергающиеся пайке, состоят в основном из оксидов (АI₂О₃, SiO₂, MgO, LiO₂) и практически не смачиваются металлическими припоями. Пайка их требует особых приемов.

Пайку таких изделий осуществляют, используя:

– активные припои с индием, титаном, цирконием, обеспечивающие одновременно смачиваемость металла и неметаллического материала;

– нанесение на паяемую поверхность покрытий - металлов, хорошо смачиваемых металлическими припоями (электролитическим методом, напылением, вжиганием);

– в качестве припоев легкоплавкие стекла, глазури или эмали.

Выбор того или иного способа пайки в каждом отдельном случае должен проводиться в зависимости от паяемых материалов, массовости выпуска и конструкции изделия, а также требования к паяному соединению.