Технология пайки изделий в машиностроении - Лашко С.В.
ISBN 5-217-01456-3
Скачать (прямая ссылка):
временной интервал сохранения активности при температуре пайки материала конструкции.
Активную часть флюсов называют активатором, а основу — растворителем. Флюсы кроме растворителя и активатора могут содержать поверхностно-активные вещества (ПАВ), улучшающие смачивание флюсов паяемого металла и оксидов. Растворители обычно выбирают в зависимости от применяемых активаторов и требуемой температуры пайки, а активаторы — в зависимости от химической стойкости оксидов, образующихся на металле.
Для защиты металла от окисления в процессе пайки флюс должен иметь температуру ликвидуса ниже температуры солидуса припоя, так как твердый флюс не способен эффективно защищать поверхность металлов от контакта с воздухом, смачивать и растекаться по поверхности паяемого материала и припоя, затекать в зазор между паяемыми поверхностями, удалять адсорбированные на них газы, сохранять покровное действие до конца пайки, а также должен быть легче припоя и образовывать с ним два несмешиваю-щихся слоя. Последнее требование обусловлено тем, что флюсовые включения ослабляют паяный шов, а после вскрытия, например при механической обработке галтельных участков, могут способствовать развитию коррозии паяного соединения.
Флюсы классифицируют по следующим признакам (ГОСТ 19250-73): 1) температурному интервалу их активности; 2) природе растворителя и природе активатора; 3) механизму действия; 4) агрегатному состоянию при поставке.
По температурному интервалу активности различают низкотемпературные ( < 4500C) и высокотемпературные (> 450°С) флюсы. По природе растворителя низкотемпературные флюсы могут быть водными и спиртовыми. По природе активатора такие флюсы можно, в свою очередь, подразделить на неорганические и органические кислотные, остатки которых способствуют развитию коррозии паяных соединений, и бескислотные. К кислотным флюсам относятся флюсы, остатки и шлаки которых после пайки имеют pH < < 7. При pH > 7 остатки флюсов и шлаки после пайки коррозионно-неактивны.
По агрегатному состоянию при поставке различают твердые, жидкие и пастообразные флюсы. Солевые флюсы выполняют свою функцию только после расплавления и диссоциации входящих в них солей. Степень такой диссоциации характеризуется проводимостью солевого расплава.
Флюсы не являются нейтральными по отношению к паяемому материалу. Они могут взаимодействовать с его компонентами. Так, электронографически показано, что в местах контакта латуни Л62
228
с флюсами, содержащими хлориды, или с хлором на поверхности образуется тонкий слой меди, покрытый хлоридом цинка.
При взаимодействии оксидов металлов с кислотами, входящими во флюсы или образующимися в них (например, при нагреве), имеет место реакции замещения.
При флюсовании Мк, покрытого слоем оксида, протекают анодные и катодные окислительно-восстановительные реакции. При этом металл и оксид, погруженный в электролит (флюс), представляют собой соответственно анод и катод. На аноде-металле, происходят в основном анодные (окислительные) реакии, а на катоде-оксиде — катодные (восстановительные) реакции. Эти реакции эффективны только тогда, когда флюс контактирует одновременно с оксидами и металлом, например через трещины и разрывы в оксидной пленке.
Изолированные оксиды, например железа, растворяютсяво флюсе значительно медленнее, чем в контакте с Мк. Для предотвращения сильного растворения металла при наличии на нем оксидов во флюсы иногда добавляют ингибиторы.
Защита паяемого материала и жидкого припоя в месте пайки от непосредственного контакта их с кислородом воздуха, а также восстановление металлов из оксидов возможны также с помощью инертных газовых сред, активных газовых сред и вакуума.
Важнейшей характеристикой инертных газовых сред и вакуума при пайке металла с выбранным припоем является температурный интервал восстановимости в них оксидов, а активных газовых сред — температурный интервал активности.
К вспомогательным материалам для пайки относятся также стоп-материалы — вещества, используемые при подготовке поверхности конструкционного материала и наносимые на паяемый материал в местах, где нежелательно смачивание паяемого металла жидким припоем. Такие вещества подразделяют на стоп-пасты и покрытия, наносимые, например, гальваническим методом, путем распыления или пульверизацией.
4. Выбор способа удаления оксидной пленки при пайке
Для предохранения от окисления подготовленной поверхности паяемого материала при пайке его нагрев производят в средах, содержащих незначительное количество кислорода. Такими средами могут быть слой жидкого флюса, не окисляющего паяемый металл, слой слабоокисляющего припоя, чистые инертные или активные газовые среды, вакуум. В соответствии с этим в настоящее время
229
chipmaker.ru
нашли применение две группы способов пайки по удалению оксидной пленки: флюсовая и бесфлюсовая.
К последней группе способов пайки относят механические и физические способы удаления оксидной пленки. Они включают в себя абразивный, ультразвуковой и абразивно-кавитационный способы пайки, используемые главным образом при температуре до 450°С, а также способы, основанные на диссоциации оксидов и восстановлении из них металлов или связывании оксидов в легкоу-даляемые летучие или нелетучие химические соединения, которые применяют главным образом при высокотемпературной пайке и значительно реже при низкотемпературной пайке.
