Важная особенность пайки при абразивном пли ультразвуковом способах удаления окисных пленок — осуществление процесса в два этапа: 1) лужение паяемой поверхности легкоплавким припоем;

2) собственно пайка по облуженным поверхностям, выполняемая путем прижима деталей и нагрева их до полного расплавления нанесенного легкоплавкого слоя без внесения или с внесением при­поя, в том числе среднеплавкого. Удаление окисных пленок абра­зивным и ультразвуковым способами нашло широкое применение для алюминия и его сплавов. Окислы на паяемой поверхности под слоем жидкого припоя могут быть разрушены с помощью абразива, а также острого шабера, металлической щетки, конца прутка при­поя, асбеста, хлопчатобумажной ткани, металлических сеток и т. п. Для этой же цели в припоях с узким интервалом пайки могут быть использованы мелкая стружка латуни, измельченный асбест, пемза и другие материалы, первичные кристаллы широкоинтерваль­ных сплавов, находящихся в жидкотвердом состоянии.

Порошок абразива смешивают с порошком или стружкой при­поя и полученную смесь прессуют в форме стержней или дисков.

Поверхность металла лудят с помощью посторонних частиц абразива при температуре выше температуры полного расплавления (ликвидуса) припоя. Абразивные частицы, имеющие меньшую плотность, чем припой, всплывают на его поверхность при луже­нии, что облегчает их удаление.

При использовании в качестве абразивных частиц первичных кристаллов припоя, находящегося в жидкотвердом состоянии (кри­сталлы разделены жидкой фазой), окисные пленки облуживаемого металла сдираются с поверхности Мк при вращательном или посту­пательном относительном перемещении детали и массы припоя. Для пайки алюминия абразивно-кристаллическим способом пригод­ны широкоиитервальные припои состава, %: І) Zn50, Sn50, tпл= = 199-5-355 °С, <луж=250-5-275 С®, *п=375н-425°С; 2) Zn85, А115, Uл=3804-453°С, <луж =390—400°С, =450=500 °С.

Лужение деталей, имеющих форму тел вращения или скручен­ных концов проводов, возможно при вращении их в массе жидко­твердого припоя со скоростью 25—75 об/мии в одну сторону (например, в сторону навивки провода), а затем в другую сто­рону.

Лужение относительно слабо окисляющимися припоями, на­пример оловянио-цииковым припоем П250А, позволяет вести после­дующую пайку на воздухе без флюса.

При ультразвуково)! пайке (УЗП) окисную пленку со сплавов удаляют путем воздействия на нее кавитации в жидком припое, возникающей при его ультразвуковых колебаниях.

Ультразвуковое лужение осуществляют с помощью ультразву­ковых паяльников и в ультразвуковых ванночках. В качестве гене­раторов ультразвуковых колебаний используют магиитострикциои - ные преобразователи, генерирующие ультразвуковые колебания при температуре до 400 °С, например ферромагнитные сплавы инвар (Ni 36%, Fe остальное), люиель (Ni 68%, Си остальное), пермал­лой (Ni 45%, Fe остальное), пермеидур (Ni 50%, Си остальное), которые изменяют свои размеры при изменении магнитного поля (эффект Джоуля). Магнитострикционный эффект в металлах осла­бевает по мере повышения температуры и при температуре Кюри сплава исчезает совершенно. Пермендур применяют при темпера­туре до —400 °С.

Ультразвуковая пайка и лужение возможны для большинства цветных металлов — алюминия, ковара, никеля и др. (табл. 34). Такой способ имеет ряд преимуществ: уменьшается длительность пайки, снижается ее стоимость, исключается необходимость пред­варительного удаления окислов с паяемого материала (достаточно лишь обезжиривание) и последующей промывки паяных изделий. Лужение может быть легко автоматизировано, толщину полуды легко контролировать.

Применение ультразвукового лужения (УЗЛ) ограничено отно­сительно низкой предельной температурой действия источников ультразвуковых колебаний (*лвж<40О®С) и возможной эрозией паяемого металла в жидком припое.

Ультразвуковые колебания вызывают более интенсивное раство­рение алюминия в. жидких легкоплавких припоях, чем при абразив­ном лужении, что ограничивает применение УЗЛ для фольги и про­волоки толщиной <0,5 мм. Подобное интенсивное растворение Мк при ультразвуковом лужении алюминиевых сплавов обусловлено не­обходимостью проведения его в кавитационном режиме.

Качественное лужение алюминия в олове и припоях Sn—Zn возможно при иитеисивиостях ультразвуковых колебаний, меньше «пороговых» при наличии в расплаве (припоев) твердых частиц, об­легчающих «разрыв» жидкости и оказывающих механическое воз­действие на поверхностный слой обслуживаемого металла (абразив - ио-Кавитационное лужение). Для этого пригодны, например, по­рошки ферротитана (в олове 4—7%), первичные кристаллы цинка в припое Sn—20% Zn (П250А) в области Ж—Т [10] на диаграмме состояния. Глубина эрозии алюминия прн абразивио-кавитационном лужении на порядок ниже, чем при обычном ультразвуковом лу­жении, т. е. такая же, как и при абразивном лужении [1]. Совме-

Таблица 34. Совместимость способа УЗП и лужей* (погружением) различных металлов и сплавов легко­плавкими припоями.

Примечание. Н — несовместимы; С — совместимы.

стимость Мк и Мп при ультразвуковой пайке иллюстрируют данные табл. 35.

Для возможности абразивно-кристаллического лужения важно, чтобы А/£(_т=>Л*луні., где А<ж—т “Температурный интервал Ж—Т состояния припоя; А? Луж — температурный интервал. лужения. Для УЗЛ необходимо, чтобы htZ*>t " ■ для абразивно-ультра-

лу^к лики

звукового лужения АI сД/ £_т.

Нарушение сплошности окисной пленки при абразивном или ультразвуковом лужении происходит локально; полное удаление окисной пленки с поверхности паяемого металла возможно только при достаточной растворимости Мк в жидком М„ при температуре лужения (пайки); при этом 0<(С$£)*л„и<(с5Й) fBp> где (С'мїО^луж — растворимость Мк в Мп при температуре лужения нли пайки, a fKp — критическая величина растворимости Мк

в жидком Мп, выше которой возможно развитие в нем недопусти­мой глубины эрозии.

Существенным требованием является также слабая окисляе- мость слоя полуды при хранении облуженных деталей перед пайкой и при нагреве их до температуры пайки: т |рС <Ток.<пол • ^и*1 < <т ^ пол где Тхр, ТОК..ПОЛ, т'п — продолжительность хранения, время до начала окисления полуды, время нагрева при температу­ре пайки соответственно.