Технологии пайке |

Часть 6

Понедельник, 21 Сен 2009

Флюсы для пайки титана и его сплавов. На поверхности титана и его сплавов имеется очень стойкий окисел HO2, который затрудняет пайку на воздухе.

Флюсы, рекомендуемые для пайки титана, состоят из хлоридов и фторидов металлов. Они малоактивны, в процессе пайки вступают во взаимодействие с титаном, загрязняя его поверхность. Припои недостаточно хорошо смачивают поверхность титана и плохо текут в зазор. Поэтому вопрос о флюсовой пайке титана является еще не решенным.

Известен способ реактивно-флюсовой пайки титана с флюсами, содержащими большое количество хлорида олова или серебра. Лужение с помощью реактивных флюсов основано на реакции восстановления, которая происходит между титаном и хлоридом металла.

Примеры подобных реакций:

Ti + 2SnCl2 = TiCl4 + 2Sn; Ti + 4AgCl = TiCl4 + 4Ag.

Хлорид титана представляет собой газ, который улетучивается из зоны реакции, а восстановленное олово или серебро покрывает поверхность титана. По покрытию пайка производится обычным способом.


Часть 5

Понедельник, 21 Сен 2009

Оптимальное содержание хлоридов тяжелых металлов во флюсе обычно не превышает 10—12%, значительное увеличение хлорида цинка до 20% и выше не оправдано, так как, несмотря на снижение температуры плавления флюса, температура активного действия его существенно не меняется. С увеличением содержания хлоридов тяжелых металлов во флюсе снижается коррозионная стойкость паяных соединений. Кроме того, увеличенное содержание хлорида цинка и олова во флюсе приводит к заметной эрозии основного металла, особенно при высокой температуре пайки.

Минералы карналлит и криолит уменьшают гигроскопичность флюсов, повышают их термическую стойкость, делают эти флюсы пригодными для длительной печной пайки или для пайки погружением в солевой расплав.

Флюсы для пайки магниевых сплавов. Окисные пленки с поверхности магниевых сплавов удалять труднее, чем с алюминия. Они стойки в известных активных газовых средах и в вакууме. В качестве флюсов для пайки магниевых сплавов применяют системы солей, состоящие из хлоридов щелочных и щелочноземельных металлов. Активными компонентами в них являются хлориды тяжелых металлов: цинка, кадмия, олова и других, которые в процессе пайки вступают в обменные реакции с основным металлом. Остатки этих флюсов вызывают электрохимическую коррозию паяных соединений, поэтому необходимо их тщательно удалять после пайки. Известны флюсы, в состав которых в качестве активного флюсующего компонента входят окислы металлов.


Часть 4

Воскресенье, 20 Сен 2009

Расплавленный хлористый цинк, оставшийся на поверхности металла, играет роль защиты от окисления кислородом воздуха.

В некоторых работах делаются попытки рассмотрения процессов флюсования с точки зрения электрохимии, поскольку расплавленные соли по современным воззрениям находятся в ионизированном состоянии.

Флюсы для высокотемпературной пайки

Флюсы для пайки черных и цветных металлов. В качестве флюсов наибольшее распространение нашли смеси буры, борной кислоты и борного ангидрида. Такие флюсы успешно применяют при высокотемпературной пайке углеродистых сталей, чугуна, меди, латуни, бронз медными и серебряными припоями при температурах свыше 800° С.

При необходимости удаления окислов с поверхности нержавеющих и жаропрочных сталей, алюминиевых бронз, нихромов в состав флюсов следует вводить такие активные компоненты, как фториды щелочных и щелочноземельных металлов или фторбораты. При добавлении фторидов температурный интервал действия флюсов повышается и достигает 850—1150 С, при добавлении фторборатов температура пайки не должна превышать 850 С.

Флюсы для пайки алюминиевых сплавов. На поверхности алюминиевых сплавов имеются окислы, более стойкие в термическом и химическом отношении, чем окислы железа или меди. В связи с этим флюсы для пайки алюминия должны обладать повышенной активностью, причем при более низких температурах. Для пайки алюминия и его сплавов припоями на основе алюминия и цинка в качестве основы используют смеси хлоридов щелочных металлов. Хорошо зарекомендовала себя эвтектическая смесь солей: хлористый литий—хлористый калий, а также минерал карналлит. Для повышения активности к основе флюсов добавляют хлориды тяжелых металлов, такие как хлористый цинк, хлористый кадмий, хлористое олово и др., а также фториды щелочных, щелочноземельных и тяжелых металлов.


Часть 3

Воскресенье, 20 Сен 2009

Механизм действия флюса типа 34А для пайки алюминия и его сплавов следующий. При высокой температуре флюс плавится и через микропоры и трещины в окисной пленке проникает к поверхности основного металла. Хлористый цинк, являющийся активным флюсующим веществом, вступает во взаимодействие с алюминием по реакции

2А1 + 3ZnCl2 = 2А1С13 + 3Zn.

Газообразный хлористый алюминий, выделяясь из зоны реакции, способствует механическому нарушению окисной пленки. Нарушению ее целостности способствует также растворяющее действие фтористого натрия. Металлический цинк, высаживающийся на поверхности алюминия, вступает с ним во взаимодействие с образованием сплава, состав которого отвечает ликвидусу равновесной диаграммы состояния системы алюминий—цинк при температуре пайки. Образование этого сплава способствует смачиванию поверхности алюминия припоем. При низкотемпературной пайке черных и цветных металлов с флюсами на основе водных растворов хлористого цинка последний гидролизуется с образованием хлористого водорода

ZnCl2 + Н20 = ZnO + 2НС1.

Хлористый водород взаимодействует с окислом по реакции

МеО + 2НС1 = МеС12 + Н20.

При растворении хлористого водорода в воде образуется соляная кислота, которая воздействует на металл с выделением водорода:

Ме + 2НС1 = МеС12 + Н2.


Часть 2

Воскресенье, 20 Сен 2009

В связи с большим разнообразием в составах и свойствах материалов, которые используют в паяных конструкциях, создано большое количество самых разнообразных флюсов. Они представляют собой твердые, порошкообразные, жидкие, пастообразные и газообразные вещества. Сведения о составах и свойствах различных химических веществ и их сплавов, применяемых в качестве компонентов флюсов, содержатся в работах.

Процесс флюсования включает смачивание основного металла и припоя флюсом, удаление с них окисных пленок, вытеснение флюса из зазора расплавленным припоем и защиту места пайки от окисления образовавшимся шлаком.

После смачивания основного металла флюсом и удаления с него окисной пленки образуется активная межфазная граница твердый металл — жидкий флюс, которая затем замещается расплавленным припоем в условиях, практически исключающих возможность взаимодействия с атмосферой воздуха, что обеспечивает высокое качество спая.

Установлено, что флюсующее действие расплавов и растворов флюсов является результатом протекания целого ряда процессов, основными из которых являются:

химическое взаимодействие между активными компонентами флюса и окисной пленкой;

диспергирование окисной пленки в результате адсорбционного понижения ее прочности под влиянием расплава флюса;

химическое взаимодействие между активными компонентами флюса и основным металлом, результатом которого является отрыв пленки от поверхности основного металла и переход ее во флюс;

растворение окисной пленки в расплаве флюса;

растворение основного металла и припоя во флюсе.


Часть 1

Воскресенье, 20 Сен 2009

К флюсам предъявляют следующие требования:

температура плавления флюса должна быть ниже температуры начала плавления припоя;

к моменту начала плавления припоя флюс должен смачивать поверхность основного материала;

при температуре пайки расплавленный флюс должен обеспечить полное удаление окислов и защиту от окисления основного металла и припоя;

флюс не должен терять активности и защитных свойств при длительном нагреве;

продукты флюсования не должны способствовать активному развитию коррозии паяных соединений;

при нагреве флюсы не должны выделять токсичных веществ.

В состав флюсов обычно входят основа, растворитель окисной пленки и активное флюсующее вещество. Иногда эти функции сочетаются в одном веществе, применяемом в качестве флюса.

Флюсы проявляют флюсующее действие лишь в определенном интервале температур, который называют температурным интервалом активности флюсов.

Если температура пайки ниже температурного интервала активности флюса, смачивание поверхности основного металла припоем недостаточно.

Повышение температуры приводит к испарению, разложению или выгоранию компонентов флюса.

Активность флюса является функцией не только температуры, но и выдержки при пайке. Этим обстоятельством нельзя пренебрегать при выборе флюса и определении оптимальных режимов пайки.