6.3.2Способы пайки по устранению окисной пленки Флюсовая пайка

Для большинства способов пайки необходимо применять флюсы. Флюсы разделяют по следующим признакам: температурному

интервалу активности - низкотемпературные (<450°C) и высокотемпе­ратурные (>450°С); виду растворителя - водные и неводные; по при­роде активатора - канифольные, кислотные, галогенные, гидрозино­вые, фторборатные, стеариновые, галогонидные, боридные, борид­но-углекислые и другие. Флюсы различают также по механизму дей­ствия и агрегатному состоянию.

К флюсам предъявляются следующие требования:

- температура плавления флюса должна быть меньше температу­ры плавления припоя;

- флюс должен смачивать поверхность паяемого металла;

- при температуре пайки флюс должен удалять окисную пленку и защищать от окисления припой и паяемый металл;

- продукты флюсования не должны вызыват коррозию паянного соединения;

- при нагреве флюсы не должны выделять токсичных веществ.

Для большинства флюсов эти требования в полной мере не вы­полняются.

Процесс флюсования включает смачивание флюсом припоя и паяе­мого металла, удаление окисных пленок, вытеснение флюса и продук­тов флюсования (шлаков) на поверхность расплавленного припоя и защита места пайки от окисления.

Основные процессы, протекающие при флюсовании следующие:

- химическое взаимодействие между флюсом и окисной пленкой; - диспергирование окисной пленки и понижение ее прочности

под действием флюса;

- химическое взаимодействие флюса с паяемым металлом, что вызывает отрыв окисной пленки от паяемых поверхностей и переход ее во флюс;

- растворение окисной пленки в расплавленном флюсе;

- растворение паяемого металла и припоя во флюсе;

- восстановление металла из окисных пленок (при применении высокоактивных флюсов);- образование припоя из флюса (при реактивно-флюсовой пайке). По агрегатному состоянию различают твердые, жидкие, и пас-

тообразные флюсы.

Безфлюсовая пайка

Большинство флюсов обладают высокой коррозионной активнос­тью, что требует его полного удаления с паяного соединения после пайки.

При безфлюсовой пайке процесс ведется в нейтральных, инер­тных газах или в вакууме. Удаление окисных пленок с поверхности паяемого металла происходит за счет их диссоциации при снижении парциального давления кислорода в окружающей атмосфере, растворе­ние кислорода в паяемом металле, связывание его с парами метал­лов. При этом используется самофлюсующиеся припои, легированные элементами-раскислителями.

Абразивная пайка

Абразивную пайку применяют преимущественно для алюминия и его сплавов.

Перед пайкой паяемые поверхности лудят абразивным способом удаляя окисную пленку под слоем флюса шабером, металлическими щет­ками, абразивными частицами, погруженными в расплавленный припой. В качестве абразива служит порошок асбеста, металлические порошки, металлические сетки.

6.3.3Способы пайки по нагреву Пайка в печах

Пайка в печах наиболее полно соответствует технологическим особенностям процесса, обеспечивает высокое качество паянных сое­динений и позволяет наиболее широко применять механизацию и авто­матизацию в производстве.

По методу нагрева оборудование можно разделить на следующие группы: электропечи сопротивления, индукционные электропечи, га­зопламенные печи. Первые две группы можно разделить на печи с контролируемой атмосферой и вакуумные печи.

При массовом производстве печи с контролируемой атмосферой снабжаются ленточным конвейером или роликовым подом. Такие печи обычно выполняют трехкамерными (камеры для подогрева, пайки и ох­лаждения). Контролируемая атмосфера приготовляется в специальных установках и подается в камеры под небольшим избыточным давле­нием, чтобы в рабочие камеры не поступал воздух через постоянно открытые вход и выход.

Для пайки крупногабаритных изделий в контролируемой атмосфе­ре применяют шахтные и камерные печи со специальными контейнера­ми, в которые подается защитный газ, жесткие контейнеры изготов­ляют из жаростойких сплавов.

Для получения контролируемой атмосферы в промышленности ис­пользуют специальные установки, на которых производят диссоциа­цию аммиака с образованием азотно-водородной восстановительной сме­си. В ряде случаев для получения восстановительного экзотермичес­кого газа в специальных установках сжигают природный газ, про­пан-бутановые смеси.

При пайке ответственных конструкций, особенно в электрова­куумном производстве, применяют водород высокой чистоты. При пай­ке высокохромистых нержавеющих сталей, жаропрочных и жаростойких сплавов используют защитные атмосферы с добавкой газообразного флюса, например, BF₃, HF и HCl.

Для пайки в вакууме используют вакуумные печи различной конструкции: колпаковые, элеваторные, муфельные, непрерывного действия и другие. В ряде случаев паяемые изделия помещают в жес­ткие или мягкие контейнеры из жаропрочных материалов, из которых перед загрузкой в печь выкачивается воздух и создается необходи­мый вакуум. Мягкие контейнеры изготовляют из тонколистовых мате­риалов, при выкачивании воздуха стенки контейнера обжимают паяе­мые изделия, например, пайка сотовых панелей.