- •Теоретические материалы для самостоятельного изучения
- •Технология конструкционных материалов Раздел №9 «Пайка»
- •Раздел 9. Пайка
- •9.1. Основные понятия и определения
- •9.2. Физико-химические основы пайки
- •9.2.1. Образование спаев
- •9.2.2. Флюсование, смачивание, капиллярное течение
- •9.2.3. Кристаллизация, формирование паяного соединения
- •9.3. Материалы для пайки
- •9.3.1. Припои
- •9.3.2. Флюсы и газовые среды
- •9.4. Классификация способов пайки
- •9.9. Технологические особенности пайки различных материалов
- •9.9.1. Пайка сталей и чугуна
- •9.9.2. Пайка инструментальных сталей и твердых сплавов
- •9.9.3. Пайка медных и никелевых сплавов
- •9.9.4. Пайка легких металлов
- •9.9.9. Пайка металлов с неметаллическими материалами
9.3.2. Флюсы и газовые среды
Флюсы по ГОСТ 19250 "Флюсы паяльные. Классификация" подразделяют в зависимости от температурного интервала активности на низкотемпературные (Тпл 450 °С) и высокотемпературные (Тпл > 450 °С).
По природе растворителя и состоянию флюсы подразделяются на водные и неводные (обычно спиртовые), твердые, жидкие и пастообразные.
По механизму действия паяльные флюсы бывают защитные, реактивные, химического и электрохимического действия.
Низкотемпературные флюсы делятся на канифольные, кислотные, галогенидные, гидразиновые, фторборатные, анилиновые и стеариновые.
По природе активаторов определяющего действия высокотемпературные флюсы подразделяются на галогенидные, фторборатные, боридные и боридно-углекислые.
В настоящее время в нашей стране и за рубежом разработаны различные флюсы для пайки черных и цветных металлов с использованием боридов, фторидов, хлоридов, оксидов и других химических соединений. Наиболее широко применяемые флюсы для высокотемпературной пайки стандартизованы (ПВ200, ПВ201, ПВ209, ПВ284).
Газовые среды. Пайка в газовой среде (восстановительные, инертные и различные активированные газовые среды) является бесфлюсовой и по сравнению с пайкой с применением флюсов имеет значительные преимущества, к основным из которых относятся высокое качество соединения, высокая производительность процесса, возможность автоматизации и механизации процесса пайки и др.
Восстановительные газовые среды – водород, диссоциированный аммиак, продукты полного или частичного сжигания углеродоводородных газов или твердых горючих материалов (генераторные газы).
Активированные газовые среды – различные галоидосодержащие газообразные соединения и пары некоторых веществ (хлористый водород, фтористый водород, трехфтористый бор, треххлористый бор, трехбромистый бор и треххлористый фосфор и др.).
Инертные и нейтральные газовые среды – аргон, гелий, их смеси и азот (при пайке меди).
9.4. Классификация способов пайки
По ГОСТ 17349 "Пайка. Классификация способов" способы пайки классифицируются по следующим признакам:
– удаление оксидной пленки (бесфлюсовая: абразивная, шаберная, ультразвуковая, в вакууме, в нейтральной среде и т. д. и флюсовая);
– кристаллизация паяного шва и получение припоя (пайка готовым припоем; контактно-реактивная пайка – припой образуется в виде жидкой фазы при контактном плавлении материалов, покрытий или промежуточной прокладки; реактивно-флюсовая пайка – припой высаживается из флюса; металлокерамическая пайка композиционными припоями – в зазор вносят порошковый наполнитель и припой; диффузионная пайка, характеризуется интенсивной диффузией элементов из деталей в припой, в результате чего изменяется химический состав припоя и последний затвердевает при температуре выше температуры солидуса припоя исходного состава);
– заполнение зазора припоем ;
– источник нагрева;
– наличие давления на паяемые детали;
– одновременность выполнения паяных соединений.
По заполнению зазора припоем различают капиллярную (заполнение зазора и удерживание припоя в нем силами капиллярности) и некапиллярную пайку (заполнение зазора под действием силы тяжести или внешнего давления без заметного участия капиллярных сил).
По источникам нагрева различают пайку: паяльником, в печах с контролируемой атмосферой, в вакуумных печах, индукционную, электросопротивлением, электронно-лучевую, лазерную, световым лучом, погружением в расплавленные соли, погружением в расплавленный припой, газопламенную, волной припоя и т. д. Разновидности данных способов пайки, наиболее часто используемых в промышленности, представлены в табл. 9.1.
Таблица 9.1
Наиболее часто применяемые в промышленности способы пайки
Способ |
Разновидности способа |
Экзотермическая пайка |
Экзотермическая пайка в воздухе |
Экзотермическая пайка в защитном газе |
|
Пайка паяльником |
Пайка паяльником |
Пайка паяльником с применением ультразвука |
|
Пайка газовым пламенем |
Пайка газовым пламенем с использованием горелок |
Конвейерная пайка газовым пламенем |
|
Фрикционная пайка |
|
Пайка электросопротивлением |
Пайка электросопротивлением |
Пайка электросопротивлением в защитном газе |
|
Пайка в ванне |
Пайка в соляной ванне |
Пайка погружением |
|
Пайка в печи |
Пайка в печи с использованием флюса |
Пайка в печи с контролируемой атмосферой |
|
Пайка в вакуумной печи |
|
Диффузионная пайка |
Диффузионная пайка в вакууме |
Диффузионная пайка в защитном газе |
|
Эвтектическая пайка |
|
Индукционная пайка |
Индукционная пайка |
Индукционная пайка в защитном газе |
|
Индукционная пайка в вакууме |
|
Пайка излучением |
Пайка инфракрасным излучением |
Пайка световым лучом |
|
Пайка световым лучом в защитном газе |
|
Пайка световым лучом в вакууме |