Контроль паяемости.

Коэффициент растекания

Легко паяемые - t 0…12˚ - олово, золото, серебро и их сплавы 0,8…0,8.
Средне – t 5…20˚ - латунь, бронза, никель, цинк, сталь 0,6…0,82.
Трудно паяемые - t 20…40 – нержавеющая сталь, магний, алюминий, титан, молибден 0,5…0,6
Непаяемые - t 120…150 – керамика, ферриты, полупроводники
Нагрев основного металла и расплавление припоя приводит к снижению активности из-за взаимодействия с кислородом воздуха и образования оксидной пленки.
Для защиты поверхностей от окисления применяют флюсы, газовые среды, самофлюсующиеся припои или способы физико-химического воздействия (механические вибрации, ультразвуковое и т.д.).
Пайка с флюсами наиболее распространена и общедоступная, так как можно паять в обычных атмосферных условиях без применения дорогостоящего оборудования.
Расплавленный флюс растекается по поверхности и припоя, смачивает их и вступает с ними во взаимодействие. Химическое взаимодействие флюса с оксидной пленкой приводит к растворению оксидной пленки. При взаимодействии флюса с металлом происходит отрыв оксидной пленки и перевод ее в шлак.
Растворенные оксидные пленки металла и припоя растворяются, разрыхляются, и всплывают на поверхность флюса.
Вокруг очищенного металла образуется защитный слой, флюсы препятствуют возникновению оксидной пленки.
Жидкий припой замещает флюс и взаимодействует с основным металлом.
Флюсы по действии, которое они оказывают на металлы, делятся на кислотные (активные), безкислотные, антикоррозионные и активированные.
Кислотные (пористый цинк и флюсы на его основе) интенсивно растворяют оксидные пленки, обеспечивают хорошее сцепление припоя и металла. Остатки флюса после пайки вызывают интенсивную коррозию соединений и металла. Поэтому требуется тщательная промывка, удаление флюса.
При монтажной пайке такие флюсы не применяются.
Безкислотные(канифоль и флюсы на его основе с добавлением неактивных веществ спирта, глицерина и др.)
Они химически малоактивны и требуется предварительная, тщательная зачистка.
Остаток канифоли не гигроскопичен, хороший диэлектрик. Не оказывает коррозионного действия. Применяют при монтажной пайке. ФКСП (10-40% канифоли в этиловом спирте).
Антикоррозийные флюсы (соединения фосфорной кислоты с добавлением органических кислот) не вызывает коррозии, не удаляется после пайки.
Активированные флюсы(на основе канифоли с добавлением активаторов – анилин, гидразин, салициловой кислоты и др.) применяют для плохо паяемых. Высокая активность не требует предварительного удаления окисла.
Твердые флюсы бура и флюсы на его основе (90% буры и 10% борной кислоты). Применение флюсов приводит к тому, что флюсов остатки и продукты взаимодействия их с оксидными пленками образуют в паяемом шве шлаковые включения, сто снижает прочность и коррозионную стойкость, нарушает герметичность соединения. Этого можно избежать, если перейти на безфлюсную пайку в вакууме и специальную газовую струю.
Газовыесреды делятся на нейтральные и активные.
Нейтральные среды - аргон, азот, гелий, криптон. Они защищают металл и припой от окисления.
Активные газовые среды(водород, оксид углерода, азотно-водородная смесь) не только защищает от окисления металл и припой, но и удаляет с их поверхности уже образовавшиеся оксидные пленки. Но газовые среды могут вступать во взаимодействие с паяемым металлом и припоем, образуя нежелательные продукты реакции (нитриды, карбиды, гидраты), которые ухудшают физические свойства соединений.
При пайке в вакууме наблюдается дегазация металла шва и его более высокая плотность. Но в вакууме возможно испарение летучих компонентов припоя (кадмий, марганец, цинк и др.) что увеличит пористость металла шва и изменит его состав.
Для удаления оксидной пленки применяют самофлюсующийся припой. Эти припои содержат компоненты, которые, вступая во взаимодействие с оксидными пленками, образуют легкоплавкие шлаки, защищающие поверхность металла и припоя от окисления.
По составу самофлюсующиеся припои делятся на 4 группы:
1. Припои щелочными металлами (литий, К),
2. С бором,
3. С фтором,
4. С несколькими компонентами,
Водорастворимые флюсы отмывают в протонной горячей воде (60-80˚С) и холодной с помощью мягких щеток.
Канифольныепромывают этиловым спиртом, фреон, смеси, спиртобензин. Смесь, ультразвуковую чистку.
III. Взаимодействие «металл - жидкий припой» нанесение дозированного количества флюса и припоя.
IV. Лужение это покрытие поверхности соединяемых деталей тонкой пленкой припоя.
Горячее лужение – паяльником или погружением в ванну с расплавленным припоем.
Можно окунать сначала в жидкий флюс, где деталь нагревается до требуемой температуры, а потом в расплавленный припой.
Припои делятся на низко, средние и высокотемпературные.
При монтажных работах используют низко и средне температурные, где температура плавления не более 450˚.
Основные компоненты припоев: олово, свинец, сурьма, серебро, висмут, кадмий.
Серебро, сурьма – повышают температуру плавления и затвердевания шлаков.
Висмут, кадмий – понижают.

Серебро задерживает окисление олова, его старение, т.е. задерживает снижение прочности. Механическая прочность увеличивается с увеличением содержания серебра, но оно дороже олова в 20 раз. Сурьма увеличивает прочность, но шов хрупкий при лужении происходит сплавление припоя с основным металлом, поэтому при пайке требуется меньшая температура.
Мелкие изделия лудят гальваническим путем.
Один из способов дозирования припоя при лужении – использование припойных паст. Это механическая смесь порошкового припоя, связующего вещества и других компонентов.
В пастах ПЛ-1, ПЛ-3 используют порошок припоя ПОС-6 и канифоль.
После ее оплавляют при температуре на 30…50°С выше температура плавления сплава.
V. Нагрев до заданной температуры и выдержка.
После расплавления припоя детали в сжатом состоянии находятся для осуществления взаимной диффузии припоя и основного металла. Продолжительность зависит от состава припоя, температуры и других факторов.
От того насколько хорошо расплавленный припой смачивает поверхность основного металла, зависит прочность, коррозийная стойкость и др. Свойства соединения удаление источника тепла энергии.
VI. Охлаждение до комнатной температуры. При этом происходит кристаллизация металлической прослойки, которая оказывает большое влияние на качество паяных соединений.
Кристаллизация начинается на основном металле, который оказывает сильное ориентирующее влияние на припой. На структуру шва влияет зазор,

величина и протяженность, а также скорость снижения , правильный выбор флюсов, припоев, очесных жидкостей.
Припой должен иметь малый температурный интервал кристаллизации для исключения пор, трещин.
VII. Очистка.
При выборе очистной жидкости (отмывка флюса после пайки) учитывают состав остатков, растворяющую способность, время и условия отмывки, влияние на электроды конструкции, токсичность и пожароопасность.
Фрион характеризуется высокой частотой (98,8%), низким поверхностным натяжением, проникает легко в мельчайшие отверстия. Он не воспламеняется, не ядовит, не разрушает резину, лаки, краски, полимеры, но экологически опасен!