Какие способы пайки применяются при производстве паяных изделий?

На каких эффектах нагрева металлов основана индукционная пайка?

В чем состоит сущность пайки сопротивлением?

Какой способ пайки находит наибольшее промышленное применение?

На какие группы можно разделить паяльники, применяемые при пайке?

Лекция № 20. Процессы удаления окисной пленки при пайке.

Классификация способов удаления окисной пленки

При всех рассмотренных способах пайки нагрев основного металла и расплавление припоя должны производиться при удалении с их поверхности окисной пленки и защите от дальнейшего окисления под воздействием кислорода воздуха. С этой целью при пайке применяют флюсы, газовые среды, физико-механические способы разрушения окисной пленки и самофлюсующиеся припои.

1) Флюсами называются вещества, применяемые в процессе пайки для удаления окисной пленки с поверхности металлов и защиты их от окисления.

а) Флюсы на основе соединений бора применяются при пайке всех черных и цветных металлов.

б) Флюсы на основе фтористых соединений, применяются при пайке тех металлов и сплавов, для которых боридные флюсы недостаточно активны и вследствие этого не обеспечивают удаление окисной пленки в процессе пайки.

в) Флюсы на основе хлористых соединений бора применяются главным образом при пайке алюминиевых и магниевых сплавов.

г) Флюсы на основе канифоли и др. органических соединений применяются только для низкотемпературной пайки меди и некоторых сплавов на ее основе.

Рис. 20.1. Способы удаления окисной пленки в процессе пайки.

2) Газовые среды, применяемые при пайке делятся на нейтральные, активные и вакуумные.

Нейтральной средой называется газовая атмосфера, применяемая для защиты паяемого металла и припоя от окисления в процессе пайки (аргон, гелий).

Активной средой называется газовая атмосфера, применяемая для удаления окисной пленки с паяемого металла и припоя и для защиты их от окисления в процессе пайки (водород, угарный газ). Водород применяется при пайке более ответственных конструкций.

Нейтральные и активные среды, состав которых контролируется и поддерживается постоянным в процессе пайки называются контролируемыми газовыми атмосферами.

Вакуум применяется при пайке для предупреждения окисления паяемого металла и припоя, а также для удаления с поверхности некоторых металлов окисной пленки.

3) Физико-механические способы удаления окисных пленок в процессе пайки имеет две разновидности:

а) разрушение окисных пленок механическим воздействием.

б) ультразвуком под слоем нанесенного на основной металл расплавленного припоя.

4) Самофлюсующимися называются припои, содержащие компоненты, активно реагирующие с окисной пленкой паяемого металла и припоя с образованием легкоплавких шлаков, которые растекаясь по поверхности основного металла и припоя предохраняют их от окисления.

Флюсы и их роль

Процесс взаимодействия твердого паяемого металла с расплавленным припоем активно может протекать только после удаления с поверхности паяемого металла окисной пленки, которая препятствует образованию металлических связей.

Несмотря на то, что при подготовке деталей к пайке окисная пленка с них удаляется, в атмосфере воздуха металл снова окисляется. С повышением температуры процесс окисления усиливается. Окисные пленки надежно изолируют металл, поэтому взаимодействие его с расплавленным припоем возможно лишь при условии удаления пленки окислов непосредственно в процессе пайки, что достигается многими средствами, наиболее распространенными из которых является применение флюсов.

Одновременно с удалением окисной пленки и защитой основного металла и припоя от окисления флюс должен удовлетворять еще нескольким требованиям:

1) флюс должен иметь при температуре пайки достаточную жидкотекучесть;

2) способствовать формированию шва;

3) легко удаляться после пайки;

4) остатки флюса не должны оказывать коррозионного воздействия на паяемый металл;

5) нагрев флюса не должен вызывать изменения его состава и свойств;

6) флюс должен сохранять свои флюсующие свойства в течение всего процесса пайки.

Нанесенный на соединяемые поверхности паяемых металлов и краев флюс в процессе нагрева плавится, растекается, смачивает их при некоторой температуре, вступает в химическое взаимодействие, результатом которого является удаление окисной пленки. С повышением температуры интенсивность этого взаимодействия усиливается.

Композиция флюсов.

В зависимости от физико-химических свойств паяемых металлов и припоя в качестве компонентов флюсов применяются соли, кислоты, окислы, а также вещества органического происхождения.

Флюсы могут быть как однородными веществами, например, тетра-борно-кислый натрий (обезвоженная бура)- Na₂В₄О₇ или хлористый цинк ZnCl₂, так и сложными системами, состоящими из двух и более компонентов.

Механизм флюсования.

Согласно существующим представлениям механизм взаимодействия активных компонентов флюсов в процессе пайки обычно сводится к трем основным схемам:

1) химическое взаимодействие между активным флюсующим веществом и окисной пленкой - в результате чего последняя связывается в соединения, растворимые во флюсе, образуя сравнительно легкоплавкий шлак.

2) химическое взаимодействие между активным флюсующим веществом и металлом - в результате чего происходит разрушение и постепенный отрыв окисной пленки.

3) растворение окисной пленки основного металла и припоя во флюсе.

В условиях флюсовой пайки все три схемы действия флюса могут проявляться одновременно, кроме того, на протекание этих процессов определяющее влияние оказывает состав основного металла и припоя, что нельзя не учитывать, особенно при содержании в них таких активных компонентов, как Cr, Al, B, Be. При длительном взаимодействии, например, при печной пайке металлы могут частично растворяться во флюсах, особенно в тех случаях, когда в составе флюса имеются соли основного металла. После расплавления флюса происходит смачивание им окисленной поверхности основного металла. При этом создаются условия для взаимодействия активных компонентов флюсов с поверхностью основного металла и припоя. Наиболее легко смачивают поверхность окисленного металла органические жидкости, что объясняется их низким поверхностным натяжением. Соли, входящие в состав флюсов, имеют в расплавленном состоянии также сравнительное низкое поверхностное натяжение, что способствует хорошей смачиваемости ими поверхности основного металла и припоя. С повышением температуры пайки поверхностное натяжение расплавленных солей снижается, что улучшает условия смачивания.

Контрольные вопросы:

1. Для чего необходимо удалять окисную пленку при пайке?

2. Какие способы удаления окисной пленки применяются при пайке?

3. Что такое флюсы?

4. Какие газовые среды применяются при пайке?

5. Приведите классификацию физико-механических способов удаления окисной пленки?

Лекция № 21. Полимеры.

⇐ Предыдущая 9 10 11 12 13 14 15 161718 Следующая ⇒