Пайка

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 использованием более высокой температуры и гораздо более плотным прилеганием деталей. 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.

Процесс

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 термическим искажениям, чем сварка, благодаря равномерному нагреву паяемой 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 температурах эксплуатации. ^{[ 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. рекомендуются зазоры в суставах от 0,03 до 0,08 мм (от 0,0012 до 0,0031 дюйма) ; В большинстве случаев для обеспечения лучшего капиллярного действия и прочности соединения ^{[ 6 ]} однако в некоторых операциях пайки зазоры между швами 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:

Минимизируйте температуру пайки
Минимизируйте любое тепловое воздействие на сборку.
Минимизируйте взаимодействие присадочного металла и основного металла.
Увеличьте срок службы любых используемых приспособлений или приспособлений. ^{[ 6 ]}

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 являются вторичными по отношению к другим характеристикам соединения (например, прочности, внешнему виду).

Техники

Существует множество методов нагрева для выполнения операций пайки. Наиболее важным фактором при выборе метода нагрева является достижение эффективной передачи тепла по всему шву 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 ]}

Пайка горелкой
Пайка в печи
Индукционная пайка
Пайка погружением
Контактная пайка
Инфракрасная пайка
Опоясывающая пайка
Электронно-лучевая и лазерная пайка
Сварка пайкой

Эти методы нагрева подразделяются на методы локализованного и диффузного нагрева и имеют преимущества в зависимости от их различных применений. ^{[ 9 ]}

Пайка горелкой

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 него приходится большая часть пайки. Существует три основных типа пайки горелкой: ^{[ 10 ]} ручная, машинная и автоматическая пайка горелкой.

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 трудозатратность метода, а также высокая квалификация оператора, необходимая 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 как автоматических, так 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 в операции пайки, 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

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, 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 – обсудить ]}.

Вакуумные печи являются относительно экономичным методом предотвращения образования оксидов и чаще всего используются для пайки материалов с очень стабильными оксидами ( алюминий , титан и цирконий ), 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 давления от 1,3 до 0,13 Паскаля (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.

Серебряная пайка

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 называется штифтовая пайка или штифтовая пайка . Он был разработан специально для подключения кабелей к железнодорожным путям или для катодной защиты установки . В этом методе используется припой, содержащий серебро и флюс, который расплавляется в проушине кабельного наконечника. Обычно оборудование питается от аккумуляторов.

Сварка пайкой

Сварка пайкой представляет собой 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, ацетилен или газообразный метилацетилен-пропадиен ( газ MAPP обычно используется ). 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.

Чугун «сварочный»

«Сварка» чугуна обычно представляет собой операцию пайки, при этом используется присадочный стержень, сделанный 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 ступичной трубе с неопреновой прокладкой. уплотнения. Целью этой операции является использование электричества вдоль меди для поддержания тепла в подземных трубах в холодном климате.

Вакуумная пайка

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 во время процесса соединения металлов 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

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 ]}

Присадочные материалы

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 желаемом 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:

Алюминий-кремний
Медь
Медь-серебро
Медь-цинк ( латунь )
Медно-оловянная ( бронза )
Золото - серебро
Никелевый сплав
Серебро ^{[ 1 ]}^{[ 15 ]}
Аморфная паяльная фольга с использованием никеля, железа, меди, кремния, бора, фосфора и т. д.

Некоторые припои выпускаются в виде трилистников — ламинированной фольги из 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 ]}

Чистые металлы: Нелегированный. Часто благородные металлы – серебро, золото, палладий.
Ag-Cu: Серебро - медь . Хорошие плавящие свойства. Серебро усиливает поток. Эвтектический сплав, используемый для пайки в печи. Сплавы с высоким содержанием меди склонны к растрескиванию под действием аммиака.
Ag-Zn: Серебро - цинк . Подобно Cu-Zn, используется в ювелирных изделиях из-за высокого содержания серебра, поэтому изделие соответствует клейму . Цвет соответствует серебру, устойчив к аммиачно-содержащим средствам для чистки серебра.
Cu-Zn ( латунь ): Медь-цинк. Общего назначения, применяется для соединения стали и чугуна. Коррозионная стойкость обычно недостаточна для меди, кремнистой бронзы, медно-никелевого сплава и нержавеющей стали. Достаточно пластичный. Высокое давление пара из-за летучего цинка, непригодно для пайки в печи. Сплавы с высоким содержанием меди склонны к растрескиванию под действием аммиака.
Ag-Cu-Zn: Серебро-медь-цинк. Более низкая температура плавления, чем у Ag-Cu при том же содержании Ag. Сочетает в себе преимущества Ag-Cu и Cu-Zn. При содержании Zn выше 40% пластичность и прочность падают, поэтому используются только сплавы этого типа с низким содержанием цинка. При содержании цинка выше 25% появляются менее пластичные медно-цинковая и серебряно-цинковая фазы. Содержание меди выше 60% приводит к снижению прочности и плавлению при температуре выше 900 °C. Содержание серебра выше 85% приводит к снижению прочности, высокому ликвидусу и высокой стоимости. Сплавы с высоким содержанием меди склонны к растрескиванию под действием аммиака. Припои с высоким содержанием серебра (с содержанием серебра более 67,5%) являются отличительными чертами и используются в ювелирных изделиях; сплавы с меньшим содержанием серебра используются в технических целях. Сплавы с медно-цинковым соотношением около 60:40 содержат те же фазы, что и латунь, и соответствуют ее цвету; они используются для соединения латуни. Небольшое количество никеля повышает прочность и коррозионную стойкость, способствует смачиванию карбидов. Добавление марганца вместе с никелем увеличивает вязкость разрушения. Добавление кадмия дает сплавы Ag-Cu-Zn-Cd с улучшенной текучестью, смачиваемостью и более низкой температурой плавления; однако кадмий токсичен. Добавление олова может играть практически ту же роль.
вершина: Медь - фосфор . Широко используется для меди и медных сплавов. Не требует флюса для меди. Также может использоваться с серебром, вольфрамом и молибденом. Сплавы с высоким содержанием меди склонны к растрескиванию под действием аммиака.
Ag-Cu-P: Как Cu-P, с улучшенной текучестью. Лучше для больших зазоров. Более пластичный, лучшая электропроводность. Сплавы с высоким содержанием меди склонны к растрескиванию под действием аммиака.
Au-Ag: Золото -серебро. Благородные металлы. Используется в ювелирном деле.
Иметь-с: Золото-медь. Непрерывный ряд твердых растворов. Легко смачивает многие металлы, в том числе тугоплавкие. Узкий диапазон плавления, хорошая текучесть. ^{[ 17 ]} Часто используется в ювелирном деле. Сплавы с содержанием золота 40–90% затвердевают при охлаждении, но остаются пластичными. Никель улучшает пластичность. Серебро снижает температуру плавления, но ухудшает коррозионную стойкость. Для поддержания коррозионной стойкости содержание золота должно быть выше 60%. Жаропрочную прочность и коррозионную стойкость можно улучшить путем дальнейшего легирования, например, хромом, палладием, марганцем и молибденом. Добавленный ванадий позволяет смачивать керамику. Золото-медь имеет низкое давление паров.
Или-Есть: Золото - никель . Непрерывный ряд твердых растворов. Более широкий диапазон плавления, чем у сплавов Au-Cu, но лучшая коррозионная стойкость и улучшенное смачивание. Часто легируется другими металлами для уменьшения доли золота при сохранении свойств. Медь может быть добавлена для снижения доли золота, хрома для компенсации потери коррозионной стойкости и бора для улучшения смачивания, нарушенного хромом. Обычно используется не более 35% Ni, поскольку более высокие соотношения Ni/Au имеют слишком широкий диапазон плавления. Низкое давление пара.
Au-Pd: Золото -Палладий . Улучшенная коррозионная стойкость по сравнению со сплавами Au-Cu и Au-Ni. Используется для соединения суперсплавов и тугоплавких металлов, используемых при высоких температурах, например, в реактивных двигателях. Дорогой. Могут быть заменены припоями на основе кобальта. Низкое давление пара.
ПД: Палладий. Хорошие высокотемпературные характеристики, высокая коррозионная стойкость (меньше, чем у золота), высокая прочность (более, чем у золота). обычно легируют никелем, медью или серебром. С большинством металлов образует твердые растворы, не образует хрупких интерметаллидов. Низкое давление пара.
В: Сплавы никеля еще более многочисленны, чем сплавы серебра. Высокая прочность. Более низкая стоимость, чем у серебряных сплавов. Хорошие высокотемпературные характеристики, хорошая коррозионная стойкость в умеренно агрессивных средах. Часто используется для нержавеющих сталей и жаропрочных сплавов. Охрупчивается серой и некоторыми металлами с более низкой температурой плавления, например цинком. Бор, фосфор, кремний и углерод имеют более низкую температуру плавления и быстро диффундируют к недрагоценным металлам. Это обеспечивает диффузионную пайку и позволяет использовать соединение при температуре выше температуры пайки. Бориды и фосфиды образуют хрупкие фазы. Аморфные заготовки могут быть изготовлены путем быстрого затвердевания.
Ко: Кобальтовые сплавы. Хорошая стойкость к высокотемпературной коррозии, возможная альтернатива пайкам Au-Pd. Низкая обрабатываемость при низких температурах, заготовки готовятся методом быстрого затвердевания.
Аль-Да: Алюминий - кремний . Для пайки алюминия.
Активные сплавы: Содержащие активные металлы, например, титан или ванадий. Используется для пайки неметаллических материалов, например графита или керамики .

Роль элементов
элемент	роль	волатильность	коррозионная стойкость	расходы	несовместимость	описание
Серебро	структурный, смачивающий	изменчивый		дорогой		Усиливает капиллярное течение, повышает коррозионную стойкость менее благородных сплавов, ухудшает коррозионную стойкость золота и палладия. Относительно дорого. Высокое давление пара, проблематичное при вакуумной пайке. Смачивает медь. Не смачивает никель и железо. Снижает температуру плавления многих сплавов, в том числе золото-медных.
Медь	структурный				аммиак	Хорошие механические свойства. Часто используется с серебром. Растворяет и смачивает никель. Несколько растворяет и смачивает железо. Сплавы с высоким содержанием меди, чувствительные к растрескиванию под напряжением в присутствии аммиака.
Цинк	структурный, плавящийся, смачивающий	изменчивый	низкий	дешевый	В	Понижает температуру плавления. Часто используется с медью. Подвержен коррозии. Улучшает смачивание черных металлов и никелевых сплавов. Совместим с алюминием. Высокое напряжение пара, образует несколько токсичные пары, требует вентиляции; очень летуч при температуре выше 500 °C. При высоких температурах может закипать и образовывать пустоты. Склонен к избирательному выщелачиванию в некоторых средах, что может привести к разрушению суставов. Следы висмута и бериллия вместе с оловом или цинком в припое на основе алюминия дестабилизируют оксидную пленку на алюминии, способствуя его смачиванию. Высокое сродство к кислороду, способствует смачиванию меди на воздухе за счет уменьшения поверхностной пленки оксида меди. Меньше таких преимуществ при пайке в печи с контролируемой атмосферой. Охрупчивает никель. Высокие уровни цинка могут привести к хрупкому сплаву. ^{[ 18 ]} Склонен к межфазной коррозии при контакте с нержавеющей сталью во влажной и влажной среде. Непригоден для пайки в печи из-за летучести.
Алюминий	структурный, активный				Фе	Обычная основа для пайки алюминия и его сплавов. Охрупчивает ферросплавы.
Золото	структурный, смачивающий		отличный	очень дорогой		Отличная устойчивость к коррозии. Очень дорого. Смачивает большинство металлов.
Палладий	структурный		отличный	очень дорогой		Отличная коррозионная стойкость, хотя и меньше, чем у золота. Более высокая механическая прочность, чем у золота. Хорошая высокотемпературная прочность. Очень дорогой, хотя и дешевле золота. Делает соединение менее склонным к разрушению из-за межзеренного проникновения при пайке сплавов никеля, молибдена или вольфрама. ^{[ 19 ]} Повышает жаропрочность сплавов на основе золота. ^{[ 17 ]} Повышает жаропрочность и коррозионную стойкость золотомедных сплавов. Образует твердые растворы с большинством технических металлов, не образует хрупких интерметаллидов. Высокая стойкость к окислению при высоких температурах, особенно сплавов Pd-Ni.
Кадмий	структурный, смачивающий, плавящийся	изменчивый			токсичный	Снижает температуру плавления, улучшает текучесть. Токсично. Выделяет токсичные пары, требует вентиляции. Высокое сродство к кислороду, способствует смачиванию меди на воздухе за счет уменьшения поверхностной пленки оксида меди. Меньше таких преимуществ при пайке в печи с контролируемой атмосферой. Позволяет снизить содержание серебра в сплавах Ag-Cu-Zn. Заменено оловом в более современных сплавах. В ЕС с декабря 2011 года разрешено только для аэрокосмического и военного использования. ^{[ 20 ]}
Вести	структурный, плавящийся					Понижает температуру плавления. Токсично. Выделяет токсичные пары, требует вентиляции.
Полагать	структурный, плавящийся, смачивающий					Снижает температуру плавления, улучшает текучесть. Расширяет диапазон плавления. Может использоваться с медью, с помощью которой образуется бронза . Улучшает смачивание многих трудно смачиваемых металлов, например, нержавеющей стали и карбида вольфрама . Следы висмута и бериллия вместе с оловом или цинком в припое на основе алюминия дестабилизируют оксидную пленку на алюминии, способствуя его смачиванию. Низкая растворимость в цинке, что ограничивает его содержание в цинксодержащих сплавах. ^{[ 18 ]}
Висмут	следовая добавка					Понижает температуру плавления. Может разрушить поверхностные оксиды. Следы висмута и бериллия вместе с оловом или цинком в припое на основе алюминия дестабилизируют оксидную пленку на алюминии, способствуя его смачиванию. ^{[ 18 ]}
Бериллий	следовая добавка				токсичный	Следы висмута и бериллия вместе с оловом или цинком в припое на основе алюминия дестабилизируют оксидную пленку на алюминии, способствуя его смачиванию. ^{[ 18 ]}
Никель	структурный, смачивающий		высокий		Зн, С	Прочный, устойчивый к коррозии. Препятствует течению расплава. Добавки в сплавы золота и меди улучшают пластичность и сопротивление ползучести при высоких температурах. ^{[ 17 ]} Добавка серебра позволяет смачивать сплавы серебра и вольфрама и повышает прочность связи. Улучшает смачивание припоев на основе меди. Улучшает пластичность золото-медных припоев. Улучшает механические свойства и коррозионную стойкость серебряно-медно-цинковых припоев. Содержание никеля компенсирует хрупкость, вызванную диффузией алюминия при пайке алюминийсодержащих сплавов, например алюминиевых бронз. В некоторых сплавах повышает механические свойства и коррозионную стойкость за счет сочетания упрочнения твердого раствора, измельчения зерен и сегрегации на поверхности галтелей и границ зерен, где он образует коррозионностойкий слой. Обширная растворимость с железом, хромом, марганцем и другими; могут серьезно разъедать такие сплавы. Охрупчивается цинком, многими другими металлами с низкой температурой плавления и серой. ^{[ 18 ]}
Хром	структурный		высокий			Коррозионностойкий. Повышает стойкость к высокотемпературной коррозии и прочность сплавов на основе золота. Добавляется к меди и никелю для повышения коррозионной стойкости их и их сплавов. ^{[ 17 ]} Смачивает оксиды, карбиды и графит; часто является основным компонентом сплава для высокотемпературной пайки таких материалов. Ухудшает смачивание золото-никелевыми сплавами, что можно компенсировать добавкой бора. ^{[ 18 ]}
Марганец	структурный	изменчивый	хороший	дешевый		Высокое давление пара, непригодно для вакуумной пайки. В сплавах на основе золота повышается пластичность. Повышает коррозионную стойкость медных и никелевых сплавов. ^{[ 17 ]} Повышает жаропрочность и коррозионную стойкость золотомедных сплавов. Более высокое содержание марганца может усугубить склонность к разжижению. Марганец в некоторых сплавах может вызывать пористость галтелей. Имеет тенденцию вступать в реакцию с графитовыми формами и приспособлениями. Легко окисляется, требует флюса. Снижает температуру плавления припоев с высоким содержанием меди. Улучшает механические свойства и коррозионную стойкость серебряно-медно-цинковых припоев. Дешево, даже дешевле, чем цинк. Часть системы Cu-Zn-Mn хрупкая, некоторые соотношения использовать нельзя. ^{[ 18 ]} В некоторых сплавах повышает механические свойства и коррозионную стойкость за счет сочетания упрочнения твердого раствора, измельчения зерен и сегрегации на поверхности галтелей и границ зерен, где он образует коррозионностойкий слой. Облегчает смачивание чугуна благодаря способности растворять углерод. Улучшает условия пайки карбидов.
Молибден	структурный		хороший			Повышает высокотемпературную коррозию и прочность сплавов на основе золота. ^{[ 17 ]} Повышает пластичность сплавов на основе золота, способствует смачиванию ими тугоплавких материалов, а именно карбидов и графита. Присутствие в соединяемых сплавах может дестабилизировать поверхностный оксидный слой (путем окисления, а затем улетучивания) и способствовать смачиванию.
Кобальт	структурный		хороший			Хорошие высокотемпературные свойства и коррозионная стойкость. В ядерных применениях может поглощать нейтроны и накапливать кобальт-60 , мощный излучатель гамма-излучения .
Магний	летучий _{O 2} геттер	изменчивый				Добавление алюминия делает сплав пригодным для вакуумной пайки. Летуч, хотя и меньше, чем цинк. Испарение способствует смачиванию за счет удаления оксидов с поверхности, пары действуют как поглотители кислорода в атмосфере печи.
Индий	плавление, смачивание			дорогой		Понижает температуру плавления. Улучшает смачивание ферросплавов медно-серебряными сплавами. Подходит для соединения деталей, которые впоследствии будут покрыты нитридом титана . ^{[ 20 ]}
Углерод	плавление					Понижает температуру плавления. Может образовывать карбиды . Может диффундировать к основному металлу, что приводит к более высокой температуре плавления, что потенциально позволяет выполнять поэтапную пайку тем же сплавом. При содержании выше 0,1% ухудшается коррозионная стойкость никелевых сплавов. Следовые количества, присутствующие в нержавеющей стали, могут способствовать восстановлению поверхностного оксида хрома (III) в вакууме и позволяют осуществлять пайку без флюса. Диффузия из припоя увеличивает температуру его плавления; используется при диффузионной пайке. ^{[ 18 ]}
Кремний	плавление, смачивание				В	Понижает температуру плавления. Может образовывать силициды . Улучшает смачивание припоев на основе меди. Способствует потоку. Вызывает межкристаллитное охрупчивание никелевых сплавов. Быстро диффундирует в основные металлы. Диффузия из припоя увеличивает температуру его плавления; используется при диффузионной пайке.
германий	структурный, плавящийся			дорогой		Понижает температуру плавления. Дорогой. Для специальных применений. Может создавать хрупкие фазы.
Бор	плавление, смачивание				В	Понижает температуру плавления. Может образовывать твердые и хрупкие бориды . Непригоден для ядерных реакторов, так как бор является мощным поглотителем нейтронов и поэтому действует как нейтронный яд . Быстрая диффузия к основным металлам. Может диффундировать к основному металлу, что приводит к более высокой температуре плавления, что потенциально позволяет выполнять поэтапную пайку тем же сплавом. Может разрушать некоторые основные материалы или проникать между границами зерен многих жаропрочных конструкционных сплавов, ухудшая их механические свойства. Вызывает межкристаллитное охрупчивание никелевых сплавов. Улучшает смачивание некоторых сплавов, может быть добавлен в сплав Au-Ni-Cr для компенсации потерь смачивания из-за добавления хрома. В низких концентрациях улучшает смачивание и снижает температуру плавления никелевых припоев. Быстро диффундирует к основным материалам, может снизить температуру их плавления; особенно проблематично при пайке тонких материалов. Диффузия из припоя увеличивает температуру его плавления; используется при диффузионной пайке.
Смешанный металл	следовая добавка					в количестве около 0,08% может быть использован для замены бора там, где бор будет иметь вредные последствия. ^{[ 18 ]}
Церий	следовая добавка					в следовых количествах улучшает текучесть припоев. Особенно полезно для сплавов из четырех и более компонентов, где другие добавки ухудшают текучесть и растекание.
Стронций	следовая добавка					в следовых количествах улучшает зернистую структуру сплавов на основе алюминия.
Фосфор	раскислитель				H2S _{Ni ,} Fe , SO2 _, , Co	Понижает температуру плавления. Раскислитель, разлагает оксид меди; фосфорсодержащие сплавы можно использовать на меди без флюса. Не разлагает оксид цинка, поэтому для латуни необходим флюс. Образует хрупкие фосфиды с некоторыми металлами, например никелем (Ni ₃ P) и железом, фосфорными сплавами, непригодными для пайки припоями, содержащими железо, никель или кобальт в количестве более 3%. Фосфиды сегрегируют по границам зерен и вызывают межзеренное охрупчивание. (Однако иногда хрупкое соединение действительно желательно. Осколочные гранаты можно паять фосфорсодержащим сплавом, чтобы получить соединения, которые легко разрушаются при детонации.) Избегайте использования в средах с присутствием диоксида серы (например, бумажные фабрики) и сероводорода (например, канализация, или вблизи вулканов); богатая фосфором фаза быстро корродирует в присутствии серы, и соединение разрушается. Фосфор также может присутствовать в виде примеси, поступающей, например, из гальванических ванн. ^{[ 19 ]} В низких концентрациях улучшает смачивание и снижает температуру плавления никелевых припоев. Диффузия из припоя увеличивает температуру его плавления; используется при диффузионной пайке.
Литий	раскислитель					Раскислитель. Устраняет необходимость использования флюса для некоторых материалов. Оксид лития, образующийся в результате реакции с поверхностными оксидами, легко вытесняется расплавленным припоем. ^{[ 18 ]}
Титан	структурный, активный					Наиболее часто используется активный металл. Несколько процентов, добавленных в сплавы Ag-Cu, облегчают смачивание керамики, например нитрида кремния . ^{[ 21 ]} Большинство металлов, за исключением немногих (а именно серебра, меди и золота), образуют с титаном хрупкие фазы. При пайке керамики, как и другие активные металлы, титан вступает с ней в реакцию и образует на ее поверхности сложный слой, который, в свою очередь, смачивается серебряно-медным припоем. Смачивает оксиды, карбиды и графит; часто является основным компонентом сплава для высокотемпературной пайки таких материалов. ^{[ 18 ]}
Цирконий	структурный, активный					Смачивает оксиды, карбиды и графит; часто является основным компонентом сплава для высокотемпературной пайки таких материалов. ^{[ 18 ]}
Гафний	активный
Ванадий	структурный, активный					Способствует смачиванию глиноземной керамики сплавами на основе золота. ^{[ 17 ]}
сера	примесь					Нарушает целостность никелевых сплавов. В соединения могут попасть остатки смазочных материалов, смазки или краски. Образует хрупкий сульфид никеля (Ni ₃ S ₂ ), который сегрегирует по границам зерен и вызывает межзеренное разрушение.

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.

Поведение плавления

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 диапазоном 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. Легирующие добавки (например, стронций к алюминию) могут быть добавлены для улучшения зернистой структуры, а заготовки или фольга могут быть изготовлены путем быстрой закалки. Очень быстрая закалка может обеспечить аморфную структуру металла, обладающую дополнительными преимуществами. ^{[ 18 ]}

Взаимодействие с недрагоценными металлами

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 ссылка ]}

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 ссылка ]}

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 ссылка ]}

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 ]}

Поток

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 флюс, оставшийся в соединении, 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 образуют хрупкие фосфиды . при использовании с железом или никелем ^{[ 24 ]} Как правило, при более длительных циклах пайки следует использовать меньше активных флюсов, чем при коротких операциях пайки. ^{[ 25 ]}

Атмосфера

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 ]}

Воздух: Простой и экономичный. Многие материалы подвержены окислению и образованию накипи . Для удаления окисления после работы можно использовать кислотную чистящую ванну или механическую очистку. Флюс противодействует окислению, но может ослабить соединение.
Сгоревший топливный газ: Низкое содержание водорода, AWS типа 1, «экзотермическая атмосфера». 87% N2 _, 11–12% CO2 _, 5–1% CO, 5–1% _H2 . Для серебра, медно-фосфорных и медно-цинковых присадочных металлов. Для пайки меди и латуни.
Сгоревший топливный газ: Обезууглероживание , АРС тип 2, «эндотермически генерируемые атмосферы. 70–71 % N ₂ , 5–6 % CO ₂ , 9–10 % CO, 14–15 % H ₂ . Для меди, серебра, медно-фосфорных и медно-цинковых Присадочные металлы. Для пайки меди, латуни, никелевых сплавов, монеля, среднеуглеродистых сталей .
Сгоревший топливный газ: Сухая, AWS тип 3, «эндотермически генерируемая атмосфера». 73–75 % N ₂ , 10–11 % CO, 15–16 % H ₂ . Для медных, серебряных, медно-фосфорных и медно-цинковых припоев. Для пайки меди, латуни, малоникелевые сплавы, монель , средне- и высокоуглеродистые стали .
Сгоревший топливный газ: Сушка, обезуглероживание, АВС тип 4. 41–45 % N ₂ , 17–19 % CO, 38–40 % H ₂ . Для меди, серебра, медно-фосфорных и медно-цинковых присадочных металлов. Для пайки меди, латуни, низконикелевых сплавов, средне- и высокоуглеродистых сталей .
Аммиак: AWS тип 5, также называемый формир-газом . Диссоциированный аммиак (75% водорода, 25% азота) может использоваться для многих видов пайки и отжига. Недорогой. Для меди, серебра, никеля, медно-фосфорных и медно-цинковых присадочных металлов. Для пайки меди, латуни, никелевых сплавов, монеля, средне- и высокоуглеродистых сталей и хромовых сплавов.
Азот+водород: Криогенный или очищенный (AWS тип 6А). 70–99 % N ₂ , 1–30 % H ₂ . Для меди, серебра, никеля, медно-фосфорных и медно-цинковых присадочных металлов.
Азот+водород+окись углерода: Криогенный или очищенный (AWS тип 6Б). 70–99 % N ₂ , 2–20 % H ₂ , 1–10 % CO. Для меди, серебра, никеля, медно-фосфорных и медно-цинковых присадочных металлов. Для пайки меди, латуни, низконикелевых сплавов, средне- и высокоуглеродистых сталей .
Азот: Криогенный или очищенный (AWS тип 6C). Неокисляющий, экономичный. При высоких температурах может реагировать с некоторыми металлами, например, с некоторыми сталями, с образованием нитридов . Для меди, серебра, никеля, медно-фосфорных и медно-цинковых присадочных металлов. Для пайки меди, латуни, низконикелевых сплавов, монеля, средне- и высокоуглеродистых сталей .
Водород: AWS тип 7. Сильный раскислитель, высокая теплопроводность. Может использоваться для пайки меди и отжига стали. Может вызвать водородное охрупчивание некоторых сплавов. Для меди, серебра, никеля, медно-фосфорных и медно-цинковых присадочных металлов. Для пайки меди, латуни, никелевых сплавов, монеля, средне- и высокоуглеродистых сталей , хромовых сплавов, кобальтовых сплавов, вольфрамовых сплавов и карбидов.
Неорганические пары: Различные летучие фториды, АВС тип 8. Специального назначения. Может смешиваться с атмосферами AWS 1–5 для замены флюса. Используется для пайки латуней серебром.
Благородный газ: Обычно аргон , АВС тип 9. Неокислительный, дороже азота. Инертный. Детали должны быть очень чистыми, газ должен быть чистым. Для меди, серебра, никеля, медно-фосфорных и медно-цинковых присадочных металлов. Для пайки меди, латуни, никелевых сплавов, монеля, средне- и высокоуглеродистых сталей , хромовых сплавов, титана, циркония, гафния.
Благородный газ+водород: АРМ типа 9А.
Вакуум: Требуется вакуумировать рабочую камеру. Дорогой. Непригоден (или требует особого ухода) для металлов с высоким давлением паров, например серебра, цинка, фосфора, кадмия и марганца. Используется для соединений высочайшего качества, например, в аэрокосмической отрасли.

Преформы

Преформа для пайки — это высококачественная прецизионная штамповка металла, используемая для различных соединений при производстве электронных устройств и систем. Типичное использование преформ для пайки включает в себя 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 ]}

Безопасность

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 ]}

См. также

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и Groover 2007 , стр. 746–748.
^ «Соединение разнородных металлов». Архивировано 4 марта 2014 г. в Wayback Machine . Дерингер-Ней, 29 апреля 2014 г.
^ Шварц 1987 , с. 3
^ Шварц 1987 , стр. 118–119.
^ Алан Белоглав. «Понимание основ пайки» . Американское общество сварщиков . Архивировано из оригинала 27 февраля 2014 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Шварц 1987 , стр. 20–24.
^ AWS A3.0:2001, Стандартные термины и определения сварки, включая термины клеевого соединения, пайки, пайки, термической резки и термического напыления, Американское общество сварщиков (2001), стр. 118. ISBN 0-87171-624-0
^ Шварц 1987 , стр. 24–37.
^ «Часто задаваемые вопросы: Каковы различные методы пайки?» . Институт сварки . Проверено 27 декабря 2017 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Шварц 1987 , стр. 189–198.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Шварц 1987 , стр. 199–222.
^ «Вакуумная пайка алюминиевых холодных пластин и теплообменников – Lytron Inc» . www.lytron.com . Проверено 27 декабря 2017 г.
^ «Сплавы для пайки флюсом | Lynch Metals, Inc» . Линч Металс, Инк . Проверено 27 декабря 2017 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б Шварц 1987 , стр. 131–160.
^ Шварц 1987 , стр. 163–185.
^ «Рекомендации по выбору подходящего припоя» . Silvaloy.com. Архивировано из оригинала 7 октября 2010 г. Проверено 26 июля 2010 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г Кристофер Корти; Ричард Холлидей (2009). Золото: наука и приложения . ЦРК Пресс. стр. 184–. ISBN 978-1-4200-6526-8 . Архивировано из оригинала 01.11.2017.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж ^к ^л ^м ^н ^тот ^п ^д ^р Дэвид М. Джейкобсон; Джайлз Хэмпстон (2005). Принципы пайки . АСМ Интернешнл. стр. 71–. ISBN 978-1-61503-104-7 . Архивировано из оригинала 13 ноября 2017 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б Филип Робертс (2003). Практика промышленной пайки . ЦРК Пресс. стр. 272–. ISBN 978-0-203-48857-7 . Архивировано из оригинала 13 ноября 2017 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б «Сплавы Ag без Cd – специальные применения» . Архивировано из оригинала 20 апреля 2016 г. Проверено 7 апреля 2016 г.
^ «Пайка керамики» . Azom.com. 2001-11-29. Архивировано из оригинала 21 августа 2008 г. Проверено 26 июля 2010 г.
^ «Сварка, пайка и пайка — узнайте разницу» . Выбор сварщика . 01.03.2021 . Проверено 03 марта 2021 г.
^ Продолжаются поставки кадмиево-серебряных припоев (20 января 2009 г.). «Прочность серебряных паяных соединений» . www.cupalloys.co.uk. Архивировано из оригинала 12 августа 2011 г. Проверено 26 июля 2010 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б «Lucas-Milhaupt SIL-FOS 18 Сплав меди/серебра/фосфора» . MatWeb — информационный ресурс онлайн-материалов .
^ Шварц 1987 , стр. 271–279.
↑ Руководство по пайке. Архивировано 2 апреля 2015 г. в Wayback Machine . Индукционные атмосферы GH
^ Джозеф Р. Дэвис, ASM International. Справочный комитет (2001). Медь и медные сплавы . АСМ Интернешнл. п. 311. ИСБН 0-87170-726-8 . Архивировано из оригинала 27 февраля 2017 г.
↑ Преформы для пайки . Архивировано 8 июля 2011 года в Wayback Machine . АМЕТЕК.Инк.
^ «CDC – Публикации и продукты NIOSH – Критерии рекомендуемого стандарта: сварка, пайка и термическая резка (88-110)» . www.cdc.gov . 1988. doi : 10.26616/NIOSHPUB88110 . Архивировано из оригинала 12 апреля 2017 г. Проверено 11 апреля 2017 г.

Дальнейшее чтение

Флетчер, MJ (1971). Вакуумная пайка . Лондон: Миллс и Бун Лимитед. ISBN 0-263-51708-Х .
П.М. Робертс, «Практика промышленной пайки», CRC Press, Бока-Ратон, Флорида, 2004 г.
Кент Уайт, «Настоящая газовая сварка алюминия: плюс пайка и пайка». Издательство: ТМ Технологии, 2008.
Андреа Кагнетти (2009). «Экспериментальный обзор жидкой пайки в древнем ювелирном искусстве». Международный журнал исследования материалов . 100 (1): 81–85. Бибкод : 2009IJMR..100...81C . дои : 10.3139/146.101783 . S2CID 137786674 .
Грувер, Микелл П. (2007). Основы современного производства: материальные процессы и системы (2-е изд.). Джон Уайли и сыновья. ISBN 978-81-265-1266-9 .
Шварц, Мел М. (1987). Пайка . АСМ Интернешнл. ISBN 978-0-87170-246-3 .

Внешние ссылки

Европейская ассоциация пайки и пайки

[Groover-1] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и Groover 2007 , стр. 746–748.

[2] «Соединение разнородных металлов». Архивировано 4 марта 2014 г. в Wayback Machine . Дерингер-Ней, 29 апреля 2014 г.

[page3-3] Шварц 1987 , с. 3

[4] Шварц 1987 , стр. 118–119.

[5] Алан Белоглав. «Понимание основ пайки» . Американское общество сварщиков . Архивировано из оригинала 27 февраля 2014 г.

[page20-6] Перейти обратно: ^а ^б ^с Шварц 1987 , стр. 20–24.

[7] AWS A3.0:2001, Стандартные термины и определения сварки, включая термины клеевого соединения, пайки, пайки, термической резки и термического напыления, Американское общество сварщиков (2001), стр. 118. ISBN 0-87171-624-0

[8] Шварц 1987 , стр. 24–37.

[9] «Часто задаваемые вопросы: Каковы различные методы пайки?» . Институт сварки . Проверено 27 декабря 2017 г.

[torch-10] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Шварц 1987 , стр. 189–198.

[furnace-11] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Шварц 1987 , стр. 199–222.

[12] «Вакуумная пайка алюминиевых холодных пластин и теплообменников – Lytron Inc» . www.lytron.com . Проверено 27 декабря 2017 г.

[13] «Сплавы для пайки флюсом | Lynch Metals, Inc» . Линч Металс, Инк . Проверено 27 декабря 2017 г.

[Scwartz_1987_131–160-14] Перейти обратно: ^а ^б Шварц 1987 , стр. 131–160.

[15] Шварц 1987 , стр. 163–185.

[16] «Рекомендации по выбору подходящего припоя» . Silvaloy.com. Архивировано из оригинала 7 октября 2010 г. Проверено 26 июля 2010 г.

[goldsciapp-17] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г Кристофер Корти; Ричард Холлидей (2009). Золото: наука и приложения . ЦРК Пресс. стр. 184–. ISBN 978-1-4200-6526-8 . Архивировано из оригинала 01.11.2017.

[princbra-18] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж ^к ^л ^м ^н ^тот ^п ^д ^р Дэвид М. Джейкобсон; Джайлз Хэмпстон (2005). Принципы пайки . АСМ Интернешнл. стр. 71–. ISBN 978-1-61503-104-7 . Архивировано из оригинала 13 ноября 2017 г.

[indbrapra-19] Перейти обратно: ^а ^б Филип Робертс (2003). Практика промышленной пайки . ЦРК Пресс. стр. 272–. ISBN 978-0-203-48857-7 . Архивировано из оригинала 13 ноября 2017 г.

[welmet.cz-20] Перейти обратно: ^а ^б «Сплавы Ag без Cd – специальные применения» . Архивировано из оригинала 20 апреля 2016 г. Проверено 7 апреля 2016 г.

[azommetcer-21] «Пайка керамики» . Azom.com. 2001-11-29. Архивировано из оригинала 21 августа 2008 г. Проверено 26 июля 2010 г.

[22] «Сварка, пайка и пайка — узнайте разницу» . Выбор сварщика . 01.03.2021 . Проверено 03 марта 2021 г.

[23] Продолжаются поставки кадмиево-серебряных припоев (20 января 2009 г.). «Прочность серебряных паяных соединений» . www.cupalloys.co.uk. Архивировано из оригинала 12 августа 2011 г. Проверено 26 июля 2010 г.

[Sil-Fos-24] Перейти обратно: ^а ^б «Lucas-Milhaupt SIL-FOS 18 Сплав меди/серебра/фосфора» . MatWeb — информационный ресурс онлайн-материалов .

[25] Шварц 1987 , стр. 271–279.

[26] Руководство по пайке. Архивировано 2 апреля 2015 г. в Wayback Machine . Индукционные атмосферы GH

[27] Джозеф Р. Дэвис, ASM International. Справочный комитет (2001). Медь и медные сплавы . АСМ Интернешнл. п. 311. ИСБН 0-87170-726-8 . Архивировано из оригинала 27 февраля 2017 г.

[28] Преформы для пайки . Архивировано 8 июля 2011 года в Wayback Machine . АМЕТЕК.Инк.

[29] «CDC – Публикации и продукты NIOSH – Критерии рекомендуемого стандарта: сварка, пайка и термическая резка (88-110)» . www.cdc.gov . 1988. doi : 10.26616/NIOSHPUB88110 . Архивировано из оригинала 12 апреля 2017 г. Проверено 11 апреля 2017 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]

[ 21 ]

[ 22 ]

[ 23 ]

[ 24 ]

[ 25 ]

[ 26 ]

[ 27 ]

[ 28 ]

[ 29 ]