Газовая фаза, 2 –жидкость, 3 – твердое тело

Условие равновесия системы может быть представлено в виде равновесия векторов сил по­верхностного натяжения в точке А:

где - поверхностное натяжение между жидким металлом и газом, действующее по касательной к поверхности жидкого металла. Эта си­ла стремится до минимума уменьшить поверхность капли припоя;

- поверхностное натяжение между твердым телом и газом; си­ла, приводящая к растеканию жидкости по поверхности металла;

- поверхностное натяжение между жидким припоем и твер­дым телом.

Растекание будет иметь место, если значение превышает . При растекание полностью отсутствует; при имеет место полное, при - частичное растекание.

На смачивание и растекаемость припоя оказывают влияние следующие факторы: состояние поверхности паяемого металла; среда, в которой проводится нагрев; химический состав паяемого металла и припоя; температура процесса и др. Смачивание существенно улучшается при примене­нии специальных сред и флюсов, способных очищать поверхность от окислов и загрязнений.

Кроме смачивания, при пайке определяющую роль играют капил­лярные силы. Высота подъема припоя в капилляре в общем случае рас­считывают по формуле

где - величина зазора (расстояние между паяемыми поверхностя­ми); - плотность жидкости; - ускорение свободного падения.

Из приведенной формулы следует, в частности, что с уменьшением зазора (расстояния между паяемыми поверхностя­ми) высота поднятия жидкости увеличивается.

Высота капиллярного поднятия жидкости в зазоре между двумя па­раллельными пластинками в два раза меньше, чем в капилляре кругло­го сечения (рис.3.4).

При оценке капиллярных свойств припоев следует иметь в виду, что не всегда существует прямая зависимость между высотой подня­тия расплавленного припоя в зазоре и краевым углом смачивания им основного металла. Меньшему углу смачивания не всегда соответст­вует большая высота поднятия припоя в зазоре. Так, краевой угол сма­чивания при введении в медно-серебряные припои индия уменьшает­ся, однако высота подъёма этих припоев в зазоре в случае пайки меди в вакууме не повышается, как этого следовало бы ожидать, а снижает­ся. Припои с большим краевым углом смачивания, обычно лучше текут при увеличенных зазорах (0,2-0,5 мм).

Рис.3.4 схема подъема жидкости