Вспомогательные материалы при пайке и их классификация

К вспомогательным материалам при пайке относятся флюсы, газовые среды для нанесения стоп-материалов покрытий.

Флюсом называют неметаллическое вещество, предназначенное для удаления адсорбированного кислорода или водной пленки с поверхности паяемого металла и припоя и для предотвращения ее образования при пайке на воздухе, для изменения поверхностного натяжения жидкого припоя. Реактивные флюсы служат также источниками компонентов легкоплавкого припоя или покрытия при пайке.

Активность флюса, т. е. его способность флюсовать, зависит от его состава и температуры пайки. Поэтому важнейшей характеристикой паяльного флюса является его температурный нтервал активности.

По мере нагрева состав флюса может изменяться, так как в нем могут развиваться процессы испарения, разложения и окисления его компонентов, химического взаимодействия их между собой. На границе с паяемым металлом возможно взаимодействие флюса с оксидной пленкой и паяемым металлом или компонентами паяемого сплава, процессы восстановления тяжелых металлов из компонентов флюса. Интенсивность и полнота протекания таких процессов зависят от температуры и времени.

Активность жидкого флюса и его защитная функция реализуются только при покрытии им поверхности паяемого металла, так как смачивание жидким припоем, растекание и затекание его в капиллярный зазор при пайке происходит только по офлюсованной поверхности. Поэтому равномерное смачивание паяемого металла жидким флюсом является одним из важнейших условий обеспечения высокого качества паяного соединения.

Флюсы классифицируют по следующим признакам: 1) температурному интервалу активности; 2) механизму действия на оксидную пленку; 3) агрегатному состоянию при поставке. По температурному интервалу активности различают флюсы для низко- и высокотемпературной пайки. Температурный интервал активности у флюсов для низкотемпературной пайки находится не выше 450 °С, а для высокотемпературной пайки -выше 450С.

По характеру воздействия на оксиды различают флюсы электрохимического, химического, растворно-химического и защитного действия. Флюсы защитного действия предохраняют паяемый металл или припой, очищенные перед пайкой, от оксидов, от повторного окисления в процессе хранения.

К флюсам электрохимического действия относятся гигроскопичные хлоридные флюсы для низкотемпературной пайки и хлориднофторидные флюсы для высокотемпературной пайки алюминия и его сплавов.

Как показали исследования, боридно-хлоридные флюсы, применяемые для пайки сталей и медных сплавов, относятся к флюсам растворно-химического действия. Вероятно, к этому же классу принадлежат: боратно-хлоридные и боратно-фторидные флюсы, используемые для пайки сталей и никелевых сплавов.

К флюсам для низкотемпературной пайки с выраженным электрохимическим Действием относятся неорганические флюсы хлоридного типа, состоящие из слабодиссоциирующего растворителя и активатора. В качестве растворителя для них используют воду, спирты, а в качестве активатора — соляную кислоту и хлориды тяжелых металлов. Другие кислоты, такие, как НМОз, H2SO4 и др., не пригодны для этой цели.

Флюсы, восстанавливающие металл из оксидов по химической реакции, относятся к флюсам химического действия.

К флюсам преимущественно химического действия относятся органические флюсы для низкотемпературной пайки. Однако органические флюсы, активированные хлоридами, также приобретают электрохимическое действие.

Неорганические флюсы могут быть как низкотемпературными, так и высокотемпературными. Важнейшими характеристиками флюсов являются температурно-временная область их активности и временной интервал сохранения активности при температуре пайки материала конструкции.

Защита паяемого материала и жидкого припоя в месте пайки от непосредственного контакта их с кислородом воздуха, а также восстановление металлов из оксидов возможны также с помощью инертных газовых сред, активных газовых сред и вакуума.

Важнейшей характеристикой инертных газовых сред и вакуума при пайке металла с выбранным припоем является температурный интервал восстановимости в них оксидов, а активных газовых сред — температурный интервал активности.

К вспомогательным материалам для пайки относятся также вещества — стоп-материалы, используемые при подготовке поверхности конструкционного материала и наносимые на паяемый материал в местах, где нежелательно смачивание паяемого металла жидким припоем. Такие вещества подразделяют на стоп-пасты и покрытия, наносимые, например, гальваническим методом, путем распыления или пульверизацией.