Пайка — это процесс соединения металлов , при котором два или более металлических изделия соединяются путем плавления и подачи присадочного металла в соединение, при этом присадочный металл имеет более низкую температуру плавления, чем соседний металл.
Пайка отличается от сварки тем, что при ней не плавится заготовка. Пайка отличается от пайки применением более высокой температуры и гораздо более плотным прилеганием деталей, чем при пайке. В процессе пайки присадочный металл затекает в зазор между плотно прилегающими деталями под действием капиллярных сил . Присадочный металл доводят до температуры, немного превышающей его температуру плавления ( ликвидуса ), при этом он защищен подходящей атмосферой, обычно флюсом . Затем он течет по основному металлу (в процессе, известном как смачивание ), а затем охлаждается, чтобы соединить заготовки вместе. [1] Основным преимуществом пайки является возможность соединения одного и того же или разных металлов со значительной прочностью.
Пайка имеет много преимуществ по сравнению с другими методами соединения металлов, такими как сварка . Поскольку пайка не плавит основной металл соединения, она позволяет более точно контролировать допуски и обеспечивает чистое соединение без необходимости вторичной обработки. Кроме того, можно паять разнородные металлы и неметаллы (например, металлизированную керамику). [2] В целом, пайка также приводит к меньшим тепловым искажениям, чем сварка, благодаря равномерному нагреву паяной детали. Сложные и состоящие из нескольких частей сборки можно паять с минимальными затратами. Сварные соединения иногда необходимо шлифовать заподлицо — дорогостоящая вторичная операция, которую не требует пайка, поскольку она обеспечивает чистое соединение. Еще одним преимуществом является то, что пайку можно покрывать или плакировать в защитных целях. Наконец, пайка легко адаптируется к массовому производству и ее легко автоматизировать, поскольку отдельные параметры процесса менее чувствительны к изменениям. [3] [4]
Одним из основных недостатков является недостаточная прочность соединения по сравнению со сварным соединением из-за использования более мягких присадочных металлов. [1] Прочность паяного соединения, вероятно, будет меньше, чем у основного металла(ов), но выше, чем у присадочного металла. [5] Еще одним недостатком является то, что паяные соединения могут быть повреждены при высоких рабочих температурах. [1] Паяные соединения требуют высокой степени чистоты основного металла при выполнении в промышленных условиях. Некоторые виды пайки требуют использования соответствующих флюсов для контроля чистоты. Цвет соединения часто отличается от цвета основного металла, что создает эстетический недостаток.
Качественные паяные соединения требуют, чтобы детали плотно прилегали к поверхности основного металла, были исключительно чистыми и свободными от оксидов. В большинстве случаев для обеспечения лучшего капиллярного действия и прочности соединения рекомендуется зазор в суставах от 0,03 до 0,08 мм (от 0,0012 до 0,0031 дюйма) ; [6] однако при некоторых операциях пайки зазоры в стыках нередко составляют около 0,6 мм (0,024 дюйма). Чистота паяемых поверхностей также важна, так как любое загрязнение может привести к ухудшению смачивания (растекания). Двумя основными методами очистки деталей перед пайкой являются химическая очистка и абразивная или механическая очистка. При механической очистке важно поддерживать необходимую шероховатость поверхности, поскольку смачивание на шероховатой поверхности происходит гораздо быстрее, чем на гладкой поверхности той же геометрии. [6]
Еще одним фактором является влияние температуры и времени на качество паяных соединений. По мере повышения температуры припоя увеличивается легирующее и смачивающее действие припоя. Как правило, выбранная температура пайки должна быть выше точки плавления присадочного металла. Однако на выбор температуры разработчиком совместного проекта влияют несколько факторов. Оптимальная температура обычно выбирается для:
В некоторых случаях рабочий может выбрать более высокую температуру, чтобы учесть другие факторы конструкции (например, чтобы обеспечить возможность использования другого присадочного металла, или для контроля металлургических эффектов, или для достаточного удаления поверхностного загрязнения). Влияние времени на паяное соединение в первую очередь влияет на степень проявления этих эффектов. Однако в целом большинство производственных процессов выбираются так, чтобы минимизировать время пайки и связанные с ней затраты. Однако это не всегда так, поскольку в некоторых непроизводственных условиях время и стоимость вторичны по отношению к другим характеристикам соединения (например, прочности, внешнему виду).
.jpg/1280px-Brazing_aboard_USS_Ashland_(48490045652).jpg)
Существует множество методов нагрева для выполнения операций пайки. Наиболее важным фактором при выборе метода нагрева является достижение эффективной передачи тепла по всему соединению в пределах теплоемкости отдельных используемых основных металлов. Геометрия паяного соединения также является решающим фактором, который следует учитывать, равно как и требуемая скорость и объем производства. Самый простой способ классифицировать методы пайки — сгруппировать их по методам нагрева. Вот некоторые из наиболее распространенных: [1] [8]
Эти методы нагрева подразделяются на методы локализованного и диффузного нагрева и имеют преимущества в зависимости от их различных применений. [9]
Пайка горелкой на сегодняшний день является наиболее распространенным методом механизированной пайки. Его лучше всего использовать в небольших объемах производства или на специализированных операциях, а в некоторых странах на его долю приходится большая часть пайки. Существует три основных типа пайки горелкой: [10] ручная, машинная и автоматическая пайка.
Ручная пайка горелкой — это процедура, при которой тепло подается с помощью газового пламени , расположенного на паяемом соединении или рядом с ним. Горелку можно держать в руке или удерживать в фиксированном положении в зависимости от того, является ли операция полностью ручной или имеет некоторый уровень автоматизации. Ручная пайка чаще всего используется в небольших объемах производства или в тех случаях, когда размер или конфигурация детали делают невозможными другие методы пайки. [10] Основным недостатком является высокая стоимость рабочей силы, связанная с методом, а также навыки оператора, необходимые для получения качественных паяных соединений. Для предотвращения окисления необходимо использование флюса или самофлюсующегося материала. Факельная пайка меди может осуществляться без использования флюса, если ее паять горелкой с использованием кислорода и водорода, а не кислорода и других горючих газов.
Машинная пайка обычно используется там, где выполняются повторяющиеся операции пайки. Этот метод представляет собой сочетание автоматических и ручных операций, при которых оператор часто размещает припой, флюс и детали крепления, в то время как механизм машины выполняет фактическую пайку. [10] Преимущество этого метода заключается в том, что он снижает трудозатраты и навыки ручной пайки. Для этого метода также необходимо использование флюса, поскольку здесь нет защитной атмосферы, и он лучше всего подходит для небольших и средних объемов производства.
Автоматическая пайка горелкой — метод, практически исключающий необходимость ручного труда при пайке, за исключением загрузки и разгрузки машины. Основными преимуществами этого метода являются: высокая производительность, равномерное качество пайки и снижение эксплуатационных затрат. Используемое оборудование по существу такое же, как и для машинной пайки, с основным отличием в том, что оборудование заменяет оператора при подготовке детали. [10]
Пайка в печи — это полуавтоматический процесс, широко используемый в промышленных операциях пайки из-за его адаптируемости к массовому производству и использованию неквалифицированной рабочей силы . Печная пайка имеет множество преимуществ перед другими методами нагрева, которые делают ее идеальной для массового производства. Одним из основных преимуществ является легкость, с которой он может производить большое количество мелких деталей, которые легко монтируются или самоустанавливаются. [11] Этот процесс также предлагает преимущества контролируемого теплового цикла (позволяет использовать детали, которые могут деформироваться при локальном нагреве) и отсутствие необходимости в очистке после пайки. Обычно используемые атмосферы включают: инертную, восстановительную или вакуумную атмосферу, каждая из которых защищает деталь от окисления. Некоторые другие преимущества включают в себя: низкую себестоимость единицы продукции при использовании в массовом производстве, строгий контроль температуры и возможность паять несколько соединений одновременно. Печи обычно отапливаются электричеством, газом или маслом в зависимости от типа печи и применения. Однако к некоторым недостаткам этого метода относятся: высокая стоимость капитального оборудования, более сложная конструкция и высокое энергопотребление. [11]
При пайке используются четыре основных типа печей: периодического типа; непрерывный; реторта с контролируемой атмосферой; и вакуум.
Печь периодического типа имеет относительно низкие первоначальные затраты на оборудование и может нагревать каждую часть загрузки отдельно. Его можно включать и выключать по желанию, что снижает эксплуатационные расходы, когда он не используется. Эти печи подходят для производства средних и больших объемов и обеспечивают большую гибкость в выборе типов деталей, которые можно паять. [11] Для контроля окисления и чистоты деталей можно использовать либо контролируемую атмосферу, либо флюс.
Печи непрерывного типа лучше всего подходят для обеспечения постоянного потока деталей одинакового размера через печь. [11] Эти печи часто имеют конвейерную подачу, при этом детали перемещаются через горячую зону с контролируемой скоростью. В печах непрерывного действия обычно используется либо контролируемая атмосфера, либо предварительно нанесенный флюс. В частности, эти печи предлагают очень низкую потребность в ручном труде и поэтому лучше всего подходят для крупномасштабных производственных операций.
Печи ретортного типа отличаются от других печей периодического действия тем, что в них используется герметичная футеровка, называемая «ретортой». Реторта обычно закрывается либо прокладкой, либо заваривается и полностью заполняется желаемой атмосферой, а затем нагревается снаружи обычными нагревательными элементами. [11] Из-за высоких температур реторта обычно изготавливается из жаропрочных сплавов, устойчивых к окислению. Ретортные печи часто используются либо в периодическом, либо в полунепрерывном исполнении [ сомнительно ] .
Вакуумные печи являются относительно экономичным методом предотвращения образования оксидов и чаще всего используются для пайки материалов с очень стабильными оксидами ( алюминия , титана и циркония ), которые невозможно паять в атмосферных печах. Вакуумная пайка также широко используется с огнеупорными материалами и другими экзотическими комбинациями сплавов, не подходящими для атмосферных печей. Из-за отсутствия флюса или восстановительной атмосферы чистота детали имеет решающее значение при пайке в вакууме. Три основных типа вакуумных печей: горячая реторта с одной стенкой, горячая реторта с двойными стенками и реторта с холодными стенками. Типичные уровни вакуума для пайки варьируются от давлений от 1,3 до 0,13 Паскаля (от 10 -2 до 10 -3 Торр ) до 0,00013 Па (10 -6 Торр) или ниже. [11] Вакуумные печи чаще всего бывают периодического типа и подходят для средних и больших объемов производства.
Пайка серебром, иногда известная как твердая пайка, представляет собой пайку с использованием припоя на основе сплава серебра. Эти серебряные сплавы состоят из различных процентных концентраций серебра и других металлов, таких как медь, цинк и кадмий.
Пайка широко используется в инструментальной промышленности для крепления наконечников из « твердого металла » (карбида, керамики, кермета и т. д.) к таким инструментам, как пильные полотна. Часто выполняется «предварительное лужение»: припой наплавляется на наконечник из твердого металла, который помещается рядом со сталью и переплавляется. Предварительное лужение позволяет решить проблему, заключающуюся в том, что твердые металлы трудно смачивать.
Паяные соединения из твердого металла обычно имеют толщину от двух до семи милов . Припой соединяет материалы и компенсирует разницу в скоростях их расширения. Он также обеспечивает амортизацию между твердосплавным наконечником и твердой сталью, что смягчает удары и предотвращает потерю и повреждение наконечника — так же, как подвеска автомобиля помогает предотвратить повреждение шин и самого автомобиля. Наконец, припой соединяет два других материала, образуя композитную структуру, подобно тому, как слои дерева и клея создают фанеру. Стандартом прочности паяного соединения во многих отраслях промышленности является соединение, которое прочнее любого основного материала, поэтому при напряжении тот или иной из основных материалов выходит из строя раньше соединения. Пайка серебром может вызвать дефекты в некоторых сплавах, например, межзеренное растрескивание под напряжением в медно-никелевых сплавах .
Один специальный метод пайки серебром называетсяштифтовая пайка илиштифтовая пайка . Он был разработан специально для подключения кабелей к железнодорожным путям или длякатодной защиты. В этом методе используется припой, содержащий серебро и флюс, который расплавляется в проушине кабельного наконечника. Обычно оборудование питается от аккумуляторов.
Сварка пайкой — это использование бронзового или латунного присадочного стержня, покрытого флюсом, для соединения стальных заготовок. Оборудование, необходимое для пайки, в основном идентично оборудованию, используемому при пайке. Поскольку сварка пайкой обычно требует больше тепла, чем пайка, обычно используется ацетилен или газообразный метилацетилен-пропадиен ( газ MAPP ). Название происходит от того факта, что не используется капиллярное действие.
Сварка пайкой имеет множество преимуществ перед сваркой плавлением. Это позволяет соединять разнородные металлы, минимизировать тепловые искажения и снизить необходимость в интенсивном предварительном нагреве. Кроме того, поскольку соединяемые металлы при этом не расплавляются, детали сохраняют свою первоначальную форму; края и контуры не размываются и не изменяются за счет образования скругления. Еще одним эффектом сварки твердым припоем является устранение накопленных напряжений, которые часто присутствуют при сварке плавлением. Это чрезвычайно важно при ремонте крупных отливок. Недостатками являются потеря прочности при воздействии высоких температур и неспособность выдерживать большие нагрузки.
Твердосплавные, металлокерамические и керамические наконечники покрываются покрытием, а затем соединяются со сталью для изготовления ленточных пил с напайками. Покрытие действует как припой.
«Сварка» чугуна обычно представляет собой операцию пайки, при этом используется присадочный стержень, изготовленный в основном из никеля , хотя возможна и настоящая сварка чугунными стержнями. Труба из ковкого чугуна также может быть сварена «кадровой сваркой» - процесс, при котором соединения соединяются с помощью небольшой медной проволоки, вплавленной в железо, предварительно зашлифованное до голого металла, параллельно железным соединениям, формируемым согласно трубе-концентратору с неопреновой прокладкой. морские котики. Целью этой операции является использование электричества вдоль меди для поддержания тепла в подземных трубах в холодном климате.
Вакуумная пайка — это метод соединения материалов, который предлагает значительные преимущества: чрезвычайно чистые, превосходные, не содержащие флюса паяные соединения, обладающие высокой целостностью и прочностью. Этот процесс может быть дорогим, поскольку его необходимо выполнять внутри сосуда с вакуумной камерой. Однородность температуры сохраняется на заготовке при нагреве в вакууме, что значительно снижает остаточные напряжения из-за медленных циклов нагрева и охлаждения. Это, в свою очередь, позволяет значительно улучшить термические и механические свойства материала, обеспечивая тем самым уникальные возможности термообработки. Одной из таких возможностей является термообработка или старение заготовки при выполнении процесса соединения металлов, и все это в одном термическом цикле печи.
К изделиям, которые чаще всего подвергаются вакуумной пайке, относятся алюминиевые холодные пластины, пластинчато-ребристые теплообменники и плоские трубчатые теплообменники. [12]
Вакуумная пайка часто проводится в печи; это означает, что можно выполнять несколько соединений одновременно, поскольку вся заготовка достигает температуры пайки. Тепло передается с помощью излучения, поскольку многие другие методы невозможно использовать в вакууме.
Пайка погружением особенно подходит для пайки алюминия , поскольку исключается воздух, что предотвращает образование оксидов. Соединяемые детали фиксируются, а на сопрягаемые поверхности наносится припой, обычно в виде суспензии . Затем сборки погружают в ванну с расплавленной солью (обычно NaCl, KCl и другими соединениями), которая действует как теплоноситель и флюс. Многие детали, паяные погружением, используются в системах теплопередачи в аэрокосмической промышленности. [13]
В качестве припоев для пайки используются различные сплавы в зависимости от предполагаемого использования или метода применения. Обычно припои состоят из трех или более металлов, образующих сплав с желаемыми свойствами. Присадочный металл для конкретного применения выбирается на основе его способности: смачивать основные металлы, выдерживать требуемые условия эксплуатации и плавиться при более низкой температуре, чем основные металлы, или при очень специфической температуре.
Припой обычно доступен в виде стержней, лент, порошка, пасты, крема, проволоки и заготовок (например, штампованных шайб). [14] В зависимости от применения наполнитель можно предварительно разместить в нужном месте или нанести во время цикла нагрева. Для ручной пайки обычно используют проволоку и стержни, поскольку их легче всего наносить при нагреве. В случае пайки в печи сплав обычно наносится заранее, поскольку процесс обычно очень автоматизирован. [14] Некоторые из наиболее распространенных типов используемых присадочных металлов:
Некоторые припои выпускаются в виде трилистников — ламинированной фольги основного металла, плакированной слоем припоя с каждой стороны. Центральным металлом часто является медь; его роль заключается в том, чтобы действовать как носитель сплава, поглощать механические напряжения, вызванные, например, дифференциальным тепловым расширением разнородных материалов (например, твердосплавного наконечника и стального держателя), а также действовать как диффузионный барьер (например, останавливать диффузию алюминия). от алюминиевой бронзы до стали при пайке этих двух).
Припои образуют несколько отдельных групп; сплавы одной группы имеют схожие свойства и применение. [16]
Некоторые добавки и примеси действуют на очень низких уровнях. Можно наблюдать как положительные, так и отрицательные эффекты. Стронций в концентрации 0,01% улучшает зернистую структуру алюминия. Бериллий и висмут в одинаковых концентрациях помогают разрушить пассивирующий слой оксида алюминия и способствуют смачиванию. Углерод в концентрации 0,1% ухудшает коррозионную стойкость никелевых сплавов. Алюминий может охрупчивать мягкую сталь при 0,001%, фосфор при 0,01%. [18]
В некоторых случаях, особенно при вакуумной пайке, применяют металлы и сплавы высокой чистоты. В продаже доступны уровни чистоты 99,99% и 99,999%.
Необходимо соблюдать осторожность, чтобы не допустить попадания вредных примесей в результате загрязнения соединений или растворения основных металлов во время пайки.
Сплавы с более широким диапазоном температур солидуса/ликвидуса имеют тенденцию плавиться в «кашеобразном» состоянии, во время которого сплав представляет собой смесь твердого и жидкого материала. Некоторые сплавы проявляют склонность к ликвации , отделению жидкой части от твердой; для них нагрев через область плавления должен быть достаточно быстрым, чтобы избежать этого эффекта. Некоторые сплавы демонстрируют расширенный диапазон пластичности, когда лишь небольшая часть сплава является жидкой, а большая часть материала плавится при верхнем диапазоне температур; они подходят для перекрытия больших зазоров и формирования галтелей. Высокотекучие сплавы подходят для глубокого проникновения в узкие зазоры и для пайки плотных соединений с узкими допусками, но не подходят для заполнения больших зазоров. Сплавы с более широким интервалом плавления менее чувствительны к неравномерным зазорам.
Когда температура пайки достаточно высока, пайка и термообработка могут выполняться за одну операцию одновременно.
Эвтектические сплавы плавятся при одной температуре, без мягких областей. Эвтектические сплавы имеют превосходное растекание; неэвтектики в мягкой области имеют высокую вязкость и в то же время воздействуют на основной металл с соответственно меньшей растекающей силой. Мелкий размер зерен придает эвтектике как повышенную прочность, так и повышенную пластичность. Высокая точность температуры плавления позволяет осуществлять процесс соединения лишь немного выше температуры плавления сплава. При затвердевании не существует мягкого состояния, при котором сплав кажется твердым, но еще не является таковым; вероятность нарушения соединения в результате манипуляций в таком состоянии снижается (при условии, что сплав существенно не изменил свои свойства за счет растворения основного металла). Эвтектическое поведение особенно полезно для припоев . [18]
Металлы с мелкозернистой структурой перед плавлением обеспечивают превосходное смачивание металлов с крупными зернами. Для улучшения зернистой структуры можно добавлять легирующие добавки (например, стронций к алюминию), а заготовки или фольгу можно изготовлять путем быстрой закалки. Очень быстрая закалка может обеспечить аморфную структуру металла, обладающую дополнительными преимуществами. [18]
Для успешного смачивания основной металл должен быть хотя бы частично растворим хотя бы в одном компоненте припоя. Поэтому расплавленный сплав имеет тенденцию атаковать основной металл и растворять его, слегка изменяя при этом его состав. Изменение состава отражается на изменении температуры плавления сплава и соответствующем изменении текучести. Например, некоторые сплавы растворяют и серебро, и медь; растворенное серебро понижает их температуру плавления и увеличивает текучесть, медь оказывает противоположный эффект.
Изменением температуры плавления можно воспользоваться. Поскольку температуру переплава можно повысить за счет обогащения сплава растворенным основным металлом, возможна ступенчатая пайка с использованием того же припоя. [22]
Сплавы, которые не оказывают значительного воздействия на основные металлы, больше подходят для пайки тонких сечений.
Неоднородная микроструктура припоя может стать причиной неравномерного плавления и локализованной эрозии основного металла. [ нужна цитата ]
Смачивание недрагоценных металлов можно улучшить, добавив в сплав подходящий металл. Олово облегчает смачивание железа, никеля и многих других сплавов. Медь смачивает черные металлы, на которые серебро не воздействует, поэтому медно-серебряные сплавы могут паять стали, которые само по себе серебро не смачивает. Цинк улучшает смачивание черных металлов, в том числе индия. Алюминий улучшает смачивание алюминиевых сплавов. Для смачивания керамики в припой можно добавлять химически активные металлы, способные образовывать с керамикой химические соединения (например, титан, ванадий, цирконий...).
Растворение недрагоценных металлов может вызвать вредные изменения в припое. Например, алюминий, растворенный в алюминиевых бронзах, может сделать припой хрупким; добавление никеля в припой может компенсировать это. [ нужна цитата ]
Эффект работает в обе стороны; между припоем и основным металлом может возникнуть вредное взаимодействие. Наличие фосфора в припое приводит к образованию хрупких фосфидов железа и никеля, поэтому фосфорсодержащие сплавы непригодны для пайки никелевых и ферросплавов. Бор имеет тенденцию диффундировать в основные металлы, особенно по границам зерен, и может образовывать хрупкие бориды. Углерод может отрицательно влиять на некоторые стали. [ нужна цитата ]
Необходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать гальванической коррозии между припоем и основным металлом, и особенно между паяемыми вместе разнородными основными металлами. Образование хрупких интерметаллических соединений на границе раздела сплавов может привести к разрушению соединения. Более подробно это обсуждается с припоями .
Потенциально вредные фазы могут быть распределены равномерно по объему сплава или сконцентрированы на границе раздела припой-основа. Толстый слой межфазных интерметаллидов обычно считается вредным из-за его обычно низкой вязкости разрушения и других некачественных механических свойств. Однако в некоторых ситуациях, например при установке кристалла, это не имеет большого значения, поскольку кремниевые чипы обычно не подвергаются механическому воздействию. [18]
При смачивании припои могут высвобождать элементы из основного металла. Например, алюминиево-кремниевая пайка смачивает нитрид кремния, диссоциирует поверхность, чтобы она могла реагировать с кремнием, и выделяет азот, который может создавать пустоты вдоль границы соединения и снижать его прочность. Титансодержащая никель-золотая пайка смачивает нитрид кремния и вступает в реакцию с его поверхностью, образуя нитрид титана и высвобождая кремний; кремний затем образует хрупкие силициды никеля и эвтектическую фазу золото-кремний; Полученное соединение получается слабым и плавится при гораздо более низкой температуре, чем можно было ожидать. [18]
Металлы могут диффундировать из одного основного сплава в другой, вызывая охрупчивание или коррозию. Примером может служить диффузия алюминия из алюминиевой бронзы в ферросплав при их соединении. Можно использовать диффузионный барьер, например слой меди (например, в триметровой полоске).
Жертвенный слой благородного металла можно использовать на основном металле в качестве кислородного барьера, предотвращая образование оксидов и облегчая пайку без флюса. Во время пайки слой благородного металла растворяется в присадочном металле. Ту же функцию выполняет медное или никелирование нержавеющих сталей. [18]
При пайке меди восстановительная атмосфера (или даже восстановительное пламя) может вступать в реакцию с остатками кислорода в металле, присутствующими в виде включений оксида меди , и вызывать водородное охрупчивание . Водород, присутствующий в пламени или атмосфере, при высокой температуре реагирует с оксидом, образуя металлическую медь и водяной пар, пар. Пузырьки пара оказывают высокое давление на металлическую конструкцию, что приводит к образованию трещин и пористости швов. Бескислородная медь не чувствительна к этому эффекту, однако наиболее доступные марки, например, электролитическая медь или медь с высокой проводимостью, чувствительны к этому эффекту. Охрупченное соединение может затем катастрофически выйти из строя без каких-либо предшествующих признаков деформации или разрушения. [23]
Если операции пайки не проводятся в инертной или восстановительной атмосфере (например, в азоте ), требуется флюс , такой как бура, для предотвращения образования оксидов во время нагрева металла. Флюс также служит для очистки любых загрязнений, оставшихся на паяных поверхностях. Флюс можно применять в любом количестве форм, включая флюсовую пасту, жидкость, порошок или готовые паяльные пасты, в которых флюс сочетается с порошком присадочного металла. Флюс также можно наносить с помощью паяльных стержней с покрытием из флюса или с флюсовым сердечником. В любом случае флюс течет в соединение при нанесении на нагретое соединение и вытесняется расплавленным присадочным металлом, попадающим в соединение. Избыток флюса следует удалить после завершения цикла, поскольку оставшийся в соединении флюс может привести к коррозии, затруднить проверку соединения и помешать дальнейшим операциям по отделке поверхности. Фосфорсодержащие припои могут самофлюсоваться при соединении меди с медью. [24] Флюсы обычно выбираются в зависимости от их эффективности при работе с конкретными недрагоценными металлами. Чтобы быть эффективным, флюс должен быть химически совместим как с основным металлом, так и с используемым присадочным металлом. Самофлюсующиеся фосфорные припои при использовании с железом или никелем образуют хрупкие фосфиды . [24] Как правило, при более длительных циклах пайки следует использовать меньше активных флюсов, чем при коротких операциях пайки. [25]
Поскольку пайка требует высоких температур, окисление поверхности металла происходит в кислородсодержащей атмосфере. Это может потребовать использования атмосферной среды, отличной от воздуха. Обычно используемые атмосферы: [26] [27]
Преформа для пайки — это высококачественная прецизионная штамповка металла, используемая для различных соединений при производстве электронных устройств и систем. Типичные области применения преформ для пайки включают прикрепление электронных схем, упаковку электронных устройств, обеспечение хорошей тепло- и электропроводности, а также обеспечение интерфейса для электронных соединений. Квадратные, прямоугольные и дискообразные заготовки для пайки обычно используются для крепления электронных компонентов, содержащих кремниевые кристаллы, к подложке, такой как печатная плата . Преформы прямоугольной рамочной формы часто требуются для изготовления электронных корпусов, тогда как заготовки для пайки в форме шайб обычно используются для прикрепления выводных проводов и герметичных вводов к электронным схемам и корпусам. Некоторые преформы также используются в диодах , выпрямителях , оптоэлектронных устройствах и упаковке компонентов. [28]
Пайка может повлечь за собой воздействие опасных химических паров. Национальный институт охраны труда в США рекомендует контролировать воздействие этих паров до уровня ниже допустимого предела воздействия . [29]
