Композиции флюсов

В зависимости от физико-механических свойств паяемых металлов и припоя применяют следующие компоненты флюса: соли, кислоты, оксиды, а также органические вещества. Флюсы могут быть однород­ным веществом, например обезвоженная бура или хлористый цинк, и сложными, состоящими из двух и более компонентов.

Флюсы сложного состава содержат вещества, являющиеся его основой которые растворяют остальные компоненты флюса и продукты флюсо­вания, а при растекании образуют плотную пленку, защищающую ме­талл от проникновения воздуха. Такой флюс содержит также вещества, способные интенсивно растворять оксиды, находящиеся на поверхности металла и припоя и химически активные компоненты, взаимодействующие с оксидами металлов или непосредственно с металлом.

В существующих флюсах сложного состава, применяемых для высо­котемпературной пайки, основой чаще всего являются устойчивые при нагревании соли или системы солей, например, Na₂B₄O₇, KCl – NaCl, NaCl – BaCl₂, KCl – LiCl и др. Свойства солей приведены в таблице 4.1.

В боратных флюсах наиболее распространенной основой являют­ся сплавы системы B₂O₃ – Na₂O(B₂O₃)₂, диаграмма состояния которой приведена на Рис.1

Наибольший интерес в этой системе представляют спла­вы, содержащие 15-20% бор­ного ангидрида и имеющие сравнительно низкую темпе­ратуру плавления.

Если флюсы предназначены для пайки при более высоких темпера­турах, то в качестве основы следует брать более тугоплавкие сплавы рассматриваемой системы с 65-70% борного ангидрида.

Таблица 1 – Свойства некоторых солей

Рис. 1 – Диаграмма состояния сплавов системы B₂O₃ – Na₂O(B₂O₃)₂

Из приведенных в таблице 4.1 хлоридов наиболее легкоплавкую эв­тектику образуют между собой хлористый литий и хлористый калий (рис. 2).

Сравнительно низкая температура плавления эвтектики LiCl – KCl обеспечивает хорошую жидкотекучесть и высокие капиллярные свойства при довольно низких температурах пайки.

Эта система также устойчива и при повышенных температурах, что позво­ляет производить пайку при длительных выдержках.

Рис. 2 – Диаграмма состояния системы LiCl – KCl

Способностью растворять оксиды металлов обладают фториды ще­лочных и щелочноземельных металлов, поэтому они широко применя­ются при пайке. Растворяющая способность фторидов по отношению к оксидам различных металлов изменяется в широких пределах. Напри­мер, оксидная пленка на нержавеющих сталях и жаропрочных сплавах растворяется во фтористом кальции. Оксидные пленки на алюминиевых и магниевых сплавах растворяются во фтористом натрии, калии и ли­тии. Эти фториды и вводятся в состав флюсов для пайки указанных металлов, Количество вводимых во флюс фторидов определяется экспе­риментально.

Однако растворение оксидов во флюсе в зависимости от содер­жания в нем фторидов – сравнительно длительный процесс, не обес­печивающий полное удаление оксидной пленки. Поэтому во флюсы вво­дят специальные активные вещества, которые при температуре пайки вступают в химическое взаимодействие с оксидной пленкой или основным метал­лом. В качестве таких веществ применяют соли тяжелых металлов (ZnCl₂, CdCl₂, SnCl₂ и др.) и оксиды, способные давать с оксидной пленкой комп­лексные соединения, переходящие в шлак (например, B₂O₃). Коли­чество этих активных веществ также определяется экспериментально.

Таблица 2 – Свойства наиболее применяемых фторидов

Чаще всего это делается, оценивая площадь растекания припоя при применении экспериментальных составов флюсов.

Таким образом, в общем случае флюсы состоят из основы, раство­рителя оксидной пленки и активного флюсующего вещества.