Технологический процесс пайки легкоплавкими припоями.

Технологический процесс пайки — это соединение друг с другом металлических деталей в нагретом состоянии расплавленным припоем, который затем затвердевает. В процессе пайки происходят взаимное растворение и диффузия припоя и основного металла в весьма тонком поверхностном слое соединяемых металлов.

Получение надежных паяных соединений требует обязательного выполнения следующих основных условий: нужной шероховатости поверхностей паяных элементов, которые должны быть сразу же после зачистки покрыты металлом или залужены: оптимальных зазоров между соединяемыми поверхностями, гарантирующих проникновение в них дозированного жидкого припоя; способа нагрева, обеспечивающего равномерный прогрев соединяемых деталей на 30-100° С выше точки полного расплавления припоя.

Прочность контактного соединения и его надежность определяются степенью чистоты спаиваемых поверхностей соединяемых деталей. Поверхности должны быть тщательно очищены от пленок, лаков, эмалей, загрязнений, окислов и др. Большое значение имеет правильный выбор припоев. В качестве припоя используют различные цветные металлы и их сплавы.

Легкоплавкие припои имеют температуру плавления менее 400° С и невысокую механическую прочность. В качестве легкоплавких припоев применяют оловянно-свинцовые, висмутовые, кадмиевые и другие сплавы. Для растворения и удаления окислов и загрязнений со спаиваемых поверхностей, защиты металла от окисления в процессе пайки, улучшения смачивания металла припоем и растекания припоя служат флюсы.

Флюсы образуют жидкую и газообразную защитную зону, предохраняющую поверхность металла и расплавленного припоя от окисления. Флюсы по действию, оказываемому на металл, подвергающийся пайке, разделяют на коррозионные(хлористый цинк,хлористый аммоний0 и некоррозионные(канифоль).

12. Пайка деталей из алюминиевых сплавов (легкоплавкими припоями, абразивная пайка, ультразвуковая пайка)

У алюминия и его сплавов на поверхности, даже без нагрева, быстро образуется плотная пленка окиси с высокой температурой плавления (более 2000°С), препятствующая соприкосновению расплавленного припоя с чистой поверхностью детали.

Это обстоятельство делает невозможным паяние деталей из алюминия и его сплавов мягкими припоями обычным паяльником, поэтому применяют ультразвуковой паяльник.

Удаление окисной пленки с поверхности алюминия можно успешно осуществить при помощи ультразвука. Вызываемые тем или иным способом в расплавленном припое колебания ультразвуковой частоты приводят к нарушению сплошности в слое припоя, к периодическому возникновению и исчезновению огромного количества мелких (в несколько микронов) пузырьков.

В тот момент, когда происходит исчезновение пузырька, возникшего непосредственно на поверхности алюминия, расплавленный припой с силой ударяется об эту поверхность и разрушает окисную пленку; освободившаяся от окислов поверхность алюминия немедленно смачивается расплавленным припоем, тем самым обеспечивается качественная пайка.

Применять флюсы при этом способе пайки, а также предварительно зачищать поверхность алюминия перед пайкой с применением ультразвука не обязательно, но обезжиривание необходимо. Применяемые для пайки алюминия ультразвуковые паяльники выполняются как с нагревом рабочего стержня, так и без нагрева; в последнем случае припой расплавляется на поверхности алюминия теплом от отдельного источника, например пламенем горелки.

Абразивную пайку применяют преимущественно для алюминия и его сплавов при условии предварительного лужения поверхности легкоплавкими припоями абразивным способом. Спаиваемый металл нагревают до плавления на его поверхности припоя, в которую последний втирают щетками, шабрами или шероховатыми пластинками.

Принимая специальные меры предосторожности, алюминий можно спаивать мягким припоем. Припой состоит из Sb, Zn и Cd, иногда с добавлением небольшого количества алюминия Аl. Обычные оловянные припои, вследствие содержания в них свинца, неприменимы. Успешно можно пользоваться чистым оловом. Обычный паяльник как источник тепла достаточен лишь для пайки пластин толщиной 0,2 мм или тонких проводов. Поэтому применяют более эффективные источники тепла: горелки, ванну для погружения.