Технология пайки изделий в машиностроении - Лашко С.В.
ISBN 5-217-01456-3
Скачать (прямая ссылка):
При нагреве в инертных и активных газовых средах или в вакууме сплавов с предварительно очищенной поверхностью, вследствие малого количества кислорода в окружающей газовой среде оксидная пленка хотя и образуется, все же ее рост весьма замедлен и неравномерен по поверхности сплава, а ее слой достаточно тонок. Это обстоятельство наряду с возможными разрывами тонкой, неравномерной по толщине оксидной пленки (например, в результате различия ТКЛР ее и паяемого материала и недостаточной пластичности такой пленки при перестройке решетки оксида) облегчает наступление докального контакта паяемого материала и припоя при нагреве.
В случае достаточно большой предельной растворимости паяемого материала в жидком припое для его смачивания нет необходимости полного удаления оксидной пленки с поверхности паяемого материала. Для этого достаточно лишь образование локальных нарушений ее сплошности. Полное удаление пленки от мест контакта жидкого припоя с паяемым материалом происходит при последующей ее диспергации.
Важнейшим условием диспергации оксидной пленки являются ее несплошность и достаточная растворимость паяемого металла в жидком припое. Для появления в пленки трещин при нагреве она должна быть достаточно тонкой и иметь меньший ТКЛР при нагреве, чем ТКЛР паяемого металла.
Диспергация оксидной пленки может иметь место при всех способах пайки. При этом если жидкая фаза имеет низкое предельное значение растворимости Cx в ней паяемого металла, то процесс подплавления оксидной пленки будет идти весьма медленно и для полного ее удаления потребуется более длительная выдержка.
В файле 7-1 даны сведения о совместимости флюсового и бесфлюсового способов пайки.
230
Файл 7-1. Данные о совместности (С) флюсовых и бесфлюсовых способов пайки с основами Мк и М%
Основа Основа Mn
*« Ga Bi In Sn Sn-Pb Sn-Zn Cd Pb Zn Uz Al
Zn C1 с, C2 с, - C2 - -
M7 - - С1,14 Cu С14,|6 - Ci1M C14 C1 - -
Al с, - с, С|.2,|3,12 C2 C2 С1,2,Ю,4 - C2
Ar с, - C2 - - - - - - -
Au C1 с, - С1,2 - - - - - -
Си C1 С1,2.7 С1.2.3 С1,2,3,7,11 С|.2,7,9 - с2л Сї,3.7 - -
Си-сштавы с, С!,2 С,,2 C2 - C2 сі,г - - -
Ni с, - C2 сгл,з,и сі,г,з,4 - C2 С),2,7 - - -
Pt - - с, с, - - - - - - -
Ti, Zr - - C1 Cj с, - - CJ,2 - - -
Fe(Fe2Oj) - - C2 С2,3 С..2 - С1,2 С0,3 - - -
Fe(CrjOj) - - - сз,о - - со,з - C3 - -
Be - - - - - - - - - - -
Тугоплавкие металлы - - - C1 - - Ct с, - - C7
Керамика - - - - - - - - - - -
Продолжение файла 7-1
Основа Основа Mn
мк Ai-Si Al-Ge Ag-Cu AgvCu-Zn Cu-Zn Cu-Mn-Ni Cu-P Au-Ni Pd-Ni Ni Ti, Zr Ti-V
Zn Kz Al А? — — - — — — С,д — —
- С2,3,1,0 - - - - - - - - - -
Au Cu С3,7 C7 Сб.7 С6.7 Сз,7 — _ C6
Си-сплавы - - - - - - - - - - - -
Ni Pt - - - - - С6,7 C6 - С3,6,7 - -
Ti, Zr - С2.5 Cj — - C3 - - - _ —
Fe(Fe2O3) - - C7 C7 С7,15 C7,15 С7,13 - Cj СЭ,)5 - -
Fe(Cr2O3) C7 - Сз,7 C7 C7 Сэ,7,8,0 C7 - сз,is С7,13 - -
Be C7 - - - - - - - - - - -
Тугоплавкве металлы C7 C7 C7 C7 - - - - - - - -
Керамика - - C1 - - - - - - - - -
Примечание. Цифры в индексах означают: 0 — самофлюсующие припои с Li; 1 — абразивный и УЗ способы пайки; 2 — флюсовая пайка; 3 — вакуум 1,33 Па; 4 — вакуум 0,133 Па; 5 — вакуум 0,033 — 0,066 Па; 6 — активные газовые среды; 7 — защитные газовые среды для температуры > 1000°С; 8 — инертные газовые среды; 9 — проточные сухой водяной пар с добавкой HCL, температура пайки 200 — ЗОО'С; 10 — предварительное лужение; 11 — H2, т.р. — 50 * — 60°С, с пористой лентой в зазоре; 12 — предварительное лужение; 13 — на воздухе; 14 — гальваническое покрытие Ni, Cu, Sn, Ag-, вакуум, инертный газ; 15 — автовакуумная пайка; 16 — УЗ, Mn системы Sn-Pb-Bi-In.
5. Выбор бесфлюсового способа пайки
В связи с высокой коррозионной активностью многих паяльных флюсов, удаление остатков которых после пайки требует дополнительных средств и понижает надежность изделий, а также в связи с актуальностью защиты окружающей среды с 60-х годов наблюдается тенденция к замене флюсового способа пайки бесфлюсовым.
Защита паяемого металла и припоя от непосредственного контакта с кислородом воздуха при бесфлюсовой пайке возможна путем ведения процесса в нейтральных инертных газах, вакууме или герметизированном от внешней среды контейнере, а также путем покрытия паяемых поверхностей тонким слоем слабоокисляющегося при пайке жидкого металла (сплава).
Удаление оксидов с поверхности паяемого металла и припоя может быть достигнуто при создании их диссоциации в результате снижения парциального давления кислорода в окружающей атмосфере, а также под воздействием химически активных компонентов газовых сред, растворения кислорода в паяемом металле, связывания его с парами металлов, применения механических и физических способов. При этом используют также специальное легирование припоев компонентами, обеспечивающими его самофлю-суемость в условиях низкого содержания в окружающей атмосфере кислорода.
Покрытие перед пайкой паяемого металла или ленты средне-плавкого припоя жидкими оловянными слабо окисляющимися припоями осуществляют путем предварительного их лужения с применением механических или физических способов.
