Введение
Пайкой называется технологический процесс соединения металлических заготовок без их расплавления посредством введения между ними расплавленного промежуточного металла-припоя. Припой имеет температуру плавления более низкую, чем температура соединяемых металлов, и заполняет зазор между соединяемыми поверхностями за счет действия капиллярных сил. При охлаждении припой кристаллизуется и образует прочную связь между заготовками. В процессе пайки наряду с нагревом необходимо удаление окисных пленок с поверхности паяемых металлов.
Образование соединения без расплавления кромок обеспечивает возможность распая, т. е. разъединения паяемых заготовок без нарушения исходных размеров и формы элементов конструкции.
Анализ заданного способа пайки
Пайку, при которой припой или слой жидкой полуды образуются в результате восстановления металлов из компонентов флюса, называют реактивно-флюсовой. Восстановление металла из компонентов флюса может происходить в результате диссоциации солей при нагреве или при вытеснении из них металлов при взаимодействии с паяемым материалом.
Реактивно-флюсовую пайку можно проводить с флюсом, содержащим легко диссоциирующие химические соединения. Нелетучие металлические компоненты таких соединений, иногда в сочетании с другими металлами, служат припоями. Летучие компоненты флюсов могут создавать среду, защищающую паяемый шов от окисления.
Восстановленные из флюса прослойки жидких металлов активируют поверхность паяемого материала и служат компонентами припоя. Летучие продукты взаимодействия могут создавать газовую среду, защищающую паяемый металл от окисления или восстанавливающую его оксиды. Необходимыми компонентами реактивных флюсов являются галогениды металлов
Возможность протекания реакции восстановления металла из солей флюса на поверхности паяемого металла при погружении его в водный раствор или неводный раствор или в солевой расплав определяется активностью металлов для этих условий. Сравнительная активность металлов для этих условий. Сравнительная активность металлов представляется так называемым рядом напряжений. Ниже представлены такие ряды напряжений металлов для хлоридов, бромидов, иодидов и их водных растворов.
Технология пайки
Реактивно-флюсовая пайка алюминия получила развитие лишь в 1935 — 1936 гг. Реактивные флюсы предназначались для реактивно-флюсовой низкотемпературной пайки алюминиевых сплавов без готового припоя и содержали в основном хлорид олова. Такие флюсы нашли применение для пайки алюминиевых кабелей. При низкотемпературной пайке алюминия и его сплавов с реактивными флюсами в качестве припоев могут быть использованы сплавы: 70 % Zn и 30 % Sn и 2) 95 % Zn и 5 % Al, с нагревом в пламени, в печи или погружением. Перед пайкой место соединения покрывают реактивным флюсом.
При газопламенном нагреве флюс во избежание перегрева шва не должен соприкасаться с пламенем. После образования газообразных продуктов реакции в виде белого дыма и проникновения восстановленного жидкого металла в зазор соединение охлаждается, а остатки флюса немедленно смываются. Флюсы с хлоридом аммония имеют преимущества по сравнению с флюсами, содержащими НС1. При применении SnCl2 в реактивных флюсах вместо ZnCl2температура восстановления металла снижается, а гигроскопичность флюса с хлоридом олова меньше, чем флюса с хлоридом цинка. Пары AlС13 разрывают оксидную пленку, а восстановленные легкоплавкие металлы контактно плавят алюминий. Для низкотемпературной пайки алюминия используют флюсы. Среди них флюс Ф54А обеспечивает лучшее затекание в зазор припоя П250А и растекание его по алюминию и цинковому покрытию, но, по данным В. И. Павлова, он менее активен при пайке алюминия с медью, латунью, сталью, чем флюсы с солью висмута, например: 7,1% бромида висмута, 47,9 % уксусной кислоты, олеиновая кислота — остальное.
Оборудование и материалы, применяемые для пайки
Реактивно-флюсовую пайку можно проводить с флюсом, содержащим легко диссоциирующие химические соединения. Нелетучие металлические компоненты таких соединений, иногда в сочетании с другими металлами, служат припоями. Летучие компоненты флюсов могут создавать среду, защищающую паяемый шов от окисления.
Восстановленные из флюса прослойки жидких металлов активируют поверхность паяемого материала и служат компонентами припоя. Летучие продукты взаимодействия могут создавать газовую среду, защищающую паяемый металл от окисления или восстанавливающую его оксиды. Необходимыми компонентами реактивных флюсов являются галогениды металлов.
Из таблицы 1 следует, что при пайке Ti, А1 и Mg наиболее легко процесс реактивно-флюсовой пайки будет происходить при использовании хлоридов Ag, Си, Ni, Fe, Sn, Zn и т. д.
Наиболее широко реактивно-флюсовый процесс используется при пайке А1, имеющего стойкие окисные пленки, которые затрудняют использование обычных способов пайки.
Основу флюсов при пайке составляют хлориды Zn, Sn, Cd или других легкоплавких металлов, которые хорошо смачивают окисную пленку на алюминии.
Заключение
Реакционно-флюсовая пайка не получила большого распространения, так как его технология проведения сложна и требуется большое количество флюса. Кроме того этот вид пайки мало изучен. Среди разнообразия флюсов, важно подобрать оптимальный вариант флюса.