Основы пайки

Паяный шов включают в себя спаи, диффузионные зоны и место припоя кристаллизовавшегося в зазоре между деталями с прикристаллизованными ионами. Спай – переходный слой, образующийся в результате вследствие физико-химического взаимодействия расплавленного припоя с паяемым металлом.

Контактная поверхность плавится в результате теплообмена с припоем.

Диффузионная зона – результат взаимной диффузии припоя и паяемого металла.

Прикристаллизованная зона – результат концентрирования в области спая тугоплавких компонентов при кристаллизации расплава.

Прочностные характеристики паяного соединения определяется возникновением химических связей между пограничными слоями припоя и паяемого металла (адгезией), а также сцеплением частиц внутри припоя или паяемого металла между собой (когезией). Особенности процесса кристаллизации вызваны: · · · между соединяемыми металлами расплавом припоя и газовой средой.

Вследствие малого зазора, в процессе пайки между деталями образуется незначительное количество жидкого припоя, активно взаимодействующего с паяемыми металлами. В жидкий припой, вследствие диффузии, попадают примеси, а в металл переходят некоторые компоненты припоя.

Изменение жидкой фазы приводит к изменению структуры металла шва и температуры кристаллизации.

Кристаллизацию шва рассматривают как двустороннее, направленное к центру, заращивание зазора.

Характер кристаллизации определяется скоростью остывания и величиной зазора. При пайке получают соединения с межатомными связями с помощью нагрева их до температуры ниже температуры их автономного плавления, смачиванием поверхностей расплавом припоя с дальнейшим затеканием его в зазор и кристаллизацией. При этом имеет место взаимодействие: Паяемый материалрасплав припоя – расплав флюса при температуре ниже плавления паяемых материалов. 2. Технология пайки Получение паяного соединения состоит из нескольких этапов: A. B. деталей до температуры ниже температуры плавления паяемых деталей; C. D. E. F. жидкой формы припоя, находящейся между спаевыми деталями; Пайкой можно соединять любые металлы и их сплавы. В качестве припоя используются чистые металлы (они плавятся при строго фиксированной температуре) и их сплавы (они плавятся в определенном интервале температур). Разница между температурами начала плавления и полного расплавления называется интервалом кристаллизации. При осуществлении процесса пайки необходимо выполнение температурного условия: t 1 > t 2 > t 3 > t 4 где t 1 – температура начала плавления материала детали t 2 – температура нагрева детали при пайке; t 3 – температура плавления припоя; t 4 – рабочая температура паянного соединения; 3. Флюсы Флюсы применяются для удаления окисной пленки с поверхности основного металла и припоя, а также для недопущения окисления при пайке. Флюсы могут быть: a) b) c) В процессе нагревания соединяемых металлов твердый флюс плавится, смачивает поверхности деталей и припоя и взаимодействует с окисной пленкой. Флюс должен взаимодействовать с окисной плёнкой прежде, чем расплавится припой. Флюсы могут содержать вещества, которые: · Вступают во взаимодействие с окисной пленкой, образуя шлаки, легко растворимые во флюсы; · Растворяют окисную пленку · Вступают в реакцию замещения с окислами труднопаяемого металла и образуют оксиды легкорастворимые во флюсе. Флюсы классифицируют по признакам: - температурному интервалу пайки на низкотемпературные ( t 0 C ) и высокотемпературные ( t >450 0 C ); - Природе растворителя на водные и неводные; - Природе активатора на канифольные, галогенидные, фтороборатные, анилиновые, кислотные и т.д.; - По агрегатному состоянию на твердые, жидкие и пастообразные 3.1Пример флюса Для низкотемпературной пайки меди используют канифоль.

Канифоль - твёрдое стекловидно6е вещество с температурой плавления 125 0 С, получаемое из сосновой смолы.

Флюсовый эффект связан с содержанием в ней абиетиновой кислоты, растворяющей окислы меди. При температуре 300-400 0 С канифоль разлагается с выделением углерода и водорода.

Вследствие этого окислы меди интенсивно восстанавливаются. 4. Припои Припоями называются металлы и их сплавы, применяемые для пайки и лужения (лужениепроцесс нанесения на паяемые детали тонкого слоя припоя для улучшения смачиваемости деталей при пайке) и имеющие температуры плавления паяемых металлов.