Флюсы для пайки деталей

Категория:
Пайка при индукционном нагреве


Флюсы для пайки деталей

Для того чтобы спаять деталь, недостаточно нагреть ее до необходимой температуры и подать припой в место спая; кроме этого нужно еще создать условия, при которых припой имел бы возможность затекать в зазор и смачивать поверхности спаиваемых деталей.

При нагреве металла до высоких температур кислород воздуха очень активно окисляет его поверхность, образуя окисную пленку, которая с увеличением температуры и продолжительности нагрева утолщается и уплотняется. Если детали с такими поверхностями попытаться спаять, то из этого ничего не получится, так как окислы не позволят припою смочить металл, при каких бы температурах ни происходил этот нагрев. Одной из главных задач при пайке является воспрепятствовать возникновению окислов или удалить их при нагреве. Для этих целей служат флюсующие вещества, или флюсы.

В процессе пайки флюс:
1) действует как растворитель и поглотитель окислов и грязи, препятствующих припою смачивать спаиваемую поверхность;
2) предохраняет, покрывая поверхность, от окисления при нагреве;
3) увеличивает жидкотекучесть расплавленного припоя, понижая его поверхностное натяжение.

По характеру поведения в процессе пайки флюсы можно разбить на две группы.

К первой группе относятся флюсы, которые активно вступают в химические реакции с окислами металлов, энергично очищая поверхность и растворяя пленки окислов. К ним относятся хлористый цинк, борная кислота, бура, тетрафторборат калия и т. д. Они применяются главным образом при пайке латуни, меди, стали и других металлов твердыми припоями.

Флюсы второй группы не вступают в какие-либо химические реакции с окислами, а служат лишь для защиты от окисления при пайке ранее очищенной механическим или химическим способом поверхности. Характерным представителем этой группы флюсов является канифоль. Такими флюсами пользуются преимущественно при пайке мягкими припоями.

По возможности флюс должен удовлетворять следующим требованиям:
1) не должен вступать в химические реакции с металлами припоя и спаиваемых деталей;
2) должен иметь температуру плавления ниже, а температуру кипения значительно выше температуры плавления припоя;
3) при пайке из флюса не должны выделяться вредные газы;
4) желательно, чтобы остатки флюса легко удалялись с деталей после пайки.

Флюс наносится на место спая’ в виде порошка, концентрированного водного раствора или в виде пасты.

В отдельных случаях целесообразно наносить флюс на припой и пи деталь окунанием последних в кипящий концентрированный водный раствор флюса. Этот способ следует применять при пайке деталей, имеющих большие поверхности спая, особенно если эти поверхности плохо поддаются расконсервации или зачистке перед пайкой, а также в случае, если детали поступают на пайку уже собранными в узел и скрепленными каким-либо из способов фиксации. Кипячение в флюсе обеспечивает надежное нанесение его на поверхность спаиваемых деталей. Подобным способом флюс наносится также на твердосплавный инструмент с закрытым пазом, например, на дисковые фрезы, зенкера и т. д.

Особенно большую роль при пайке твердыми припоями играет бура (тетраборат натрия: Na2B407). Чаще всего ее применяют в виде порошка, который получается из кристаллической буры путем расплавления и нагрева до 800—850 °С (температура плавления буры 783 °С). Просеянный, обезвоженный порошок буры хранят в герметически закрытых сосудах.

На приготовление буры для пайки должно быть обращено самое серьезное внимание, так как от качества буры очень сильно зависит качество пайки. Лучше всего буру нагревать в керамической или графитовой посуде. При этом, после разливки на палочки и охлаждения, получается обезвоженная бура в виде прозрачного или слегка желтоватого стекла. Прокалка буры в тиглях или коробках из хромоникелевой стали придает стекловидной буре слегка голубоватый или зеленоватый оттенок.

Совершенно недопустима прокалка буры в стальной посуде, так как образование окалины на стенках посуды при длительном нагреве под прокалку и особенно перегреве приводит к тому, что бура реагирует с окалиной, стремясь восстановить ее до чистого железа, и в большом количестве растворяет в себе окислы. Она приобретает черный цвет, становится малопрозрачной, активность ее, как флюса, теряется. Химический анализ такой буры показывает наличие в ней большого количества окисла железа и чистого железа. При пайке деталей с такой бурой шов получается плохого качества с большим количеством пор и свищей, поэтому применять буру в подобном виде для пайки нельзя. Кристаллическую буру в виде порошка употреблять в качестве флюса не рекомендуется, так как при нагреве из нее выделяется кристаллизационная вода, которая затрудняет пайку и ухудшает качество спая.

Отрицательным качеством буры является свойство ее при остывании образовывать прочную стекловидную массу, трудно удаляемую механическим путем. Обычно после пайки детали обрабатывают струей песка. При использовании буры в качестве флюса рекомендуется удалять ее кипячением детали в растворе содохром-пика в течение 5—10 мин. с последующей очисткой струей песка.

При напайке пластинок твердых сплавов на режущий инструмент активность буры как флюса оказывается недостаточной. В этом случае можно применить флюс, содержащий 40% фтористого калия, 50% буры и 10% борной кислоты.

В некоторых случаях, когда требуется повысить рабочую температуру флюса, т. е. сделать его активным при более высоких температурах, применяют флюсы, состоящие из смеси буры и борной кислоты (Н3ВО3). От изменения процентного содержания компонентов в таком флюсе зависит его температура плавления, которую можно определить по диаграмме состояния системы бура — борная кислота.

Борная кислота является хорошим флюсом. При нагреве она разлагается на борный ангидрид (В203) и воду. При высоких температурах борный ангидрид активно реагирует с окислами, способствуя процессу пайки.

Следует учитывать, что температура активного действия флюса значительно выше его температуры плавления. Для плавки тугоплавкими припоями нержавеющих сталей и жаропрочных сплавов, когда активности буры и борной кислоты бывает недостаточной, следует пользоваться флюсами № 200 и 201. Для пайки этих же сталей и сплавов серебряными припоями пригоден флюс № 209.

Для пайки латунных, медных и стальных изделий серебряными припоями следует применять флюс, содержащий тетрафторборат калия (KBF4) и борную кислоту или буру.

При пайке чугуна необходимо в качестве флюса использовать буру с добавкой к ней небольшого количества марганцевокислого калия, назначение которого, разлагаясь при нагреве, окислить поверхность и удалить с нее углерод и кремний и этим создать благоприятные условия для смачивания ее припоем.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум