Технологический процесс пайки изделия состоит из ряда опе­раций и переходов, посредством которых в определенном порядке он может быть осуществлен. Определяющей при этом является операция пайки; подготовительные операции процесса обеспе­чивают проведение этой операции; финишные операции процесса обеспечивают требуемые геометрические, механические и корро­зионные характеристики паяных соединений и изделий.

Для обеспечения физического контакта паяемого материала с жидким припоем необходима прежде всего операция подготовки их поверхностных слоев перед пайкой: предварительное удаление жиров, масел, грязи, окалины и толстых неметаллических, в том числе оксидных пленок, образовавшихся в процессе химико-тер­мической обработки, которые не могут быть удалены при пайке с помощью флюсов или активных газовых сред.

Неметаллические пленки можно удалять механически и хими­чески путем травления деталей перед пайкой в специальных рас­творах. Для химического удаления неметаллических пленок могут - быть использованы травление, нейтрализация остатков травителя, сушка.

Составы травильных растворов и режим травления зависят от состава паяемого металла и припоя.

Последовательность технологических операций при подготовке паяемых поверхностей для различных материалов приведена в табл. 2.

Механическая зачистка паяемой поверхности перед травлением производится лишь при необходимости снятия химически трудно - удаляемых оксидных пленок. Такая зачистка обеспечивает тре­буемую шероховатость поверхности, что улучшает растекание и затекание расплавленного припоя в зазор. Однако при этом трудно дозировать слой удаляемого паяемого материала. Ручная очистка напильниками, шаберами, абразивными инструментами — мало­производительный процесс и поэтому применяется в основном в единичном производстве. После ручной механической очистки обработанные поверхности обычно обезжиривают путем протирки бязевыми салфетками, смоченными в бензине, ацетоне или спирте.

Более производительна механическая очистка металлическими щетками, которую рекомендуется применять для подготовки по­верхностей паяемых деталей из алюминия, магния и сплавов на их основе; жидкостно-абразивная обработка, при которой оксид­ные пленки и заусенцы удаляются в результате трения поверх­ностей обрабатываемых деталей с кусками абразива при их пере­мешивании в специальном барабане. Эти способы широко при­меняют для очистки мелких деталей со свободным доступом к пая­емым поверхностям.

Наиболее эффективен и экономичен метод гидропескоструйной очистки поверхностей, применяемый для удаления окалины, окси­дов, других загрязнений после термообработки, ковки, штамповки, а также в случаях, когда нельзя применять травление или когда возникают трудности в удалении травильного шлама [22].

Металлопескоструйную и дробеструйную обработку осуществ­ляют металлическим порошком из стали или чугуна, а также ли­той и колотой чугунной и стальной дробью или стальной дробью, рубленной из проволоки. Лучшая очистка достигается металли-

ческим песком, изготовленным из того же материала, что и обра­батываемая деталь.

Очистке металлическим песком и дробью подвергают детали с параметром шероховатости поверхности Rz^ 1,25 мкм. Этот способ непригоден для гофрированных и тонкостенных (толщина до 0,8 мм) деталей.

Обработанные детали обдувают сжатым воздухом для удале­ния остатков металлического песка. Метод непригоден для поверх­ности деталей из алюминия, магния и их сплавов.

Обезжиривание относят к химическим методам очистки и при­меняют для удаления остатков различных смазок и других жиро­вых загрязнений [22].

Химическому обезжириванию подвергают детали сложной кон­фигурации, с точными размерами, внутренними полостями и глу­бокими отверстиями.

Для ускорения процесса обработки в щелочных растворах при­меняют электрохимическое обезжиривание. Процесс ведут при по­стоянном токе и различают по способу электродного подключения обрабатываемого изделия — анодное и катодное обезжиривание.

Для исключения наводороживания материала процесс ведут при переменной полярности — вначале в режиме катодной, затем анодной обработки.

Очистка поверхностей мелких деталей сложной формы с огра­ниченным доступом к местам скопления загрязнений (узкие щели' выточки, замкнутые каналы, глубокие отверстия, изгибы и др.) возможна лишь ультразвуковым методом.

Очистку паяемых поверхностей от эмульсий, минеральных ма­сел и консервационных смазочных материалов осуществляют органическими растворителями — трифтортрихлорэтаном, ди­хлорэтаном, трихлорэтаном, трихлорэтиленом,— хорошо раство­ряющими жировые загрязнения, легко поддающимися регенера­ции. Эти растворители не воспламеняются на воздухе, поэтому обезжиривание можно вести при повышенных температурах, что ускоряет и улучшает очистку поверхности; для трифтортрихлор - этана очистка возможна в парообразной фазе. Поскольку указан­ные растворители ядовиты, обработку ведут на специальном обо­рудовании.

Обезжиривание возможно также этиловым спиртом, ацетоном, бензином, уайт-спиритом и смесью уайт-спирита и смывки СД (СП) в соотношении 1:1.

В зависимости от конфигурации и габаритов обрабатываемого изделия обезжиривание осуществляют одним из следующих спосо­бов: струйным, ультразвуковым, дождеванием, заливкой, прокач­кой, окунанием, протиркой, в парах растворителя.

Окунание удобно для мелких деталей. Детали, закрепленные в специальных приспособлениях или помещенные в сетчатый кон­тейнер, обезжиривают прополаскиванием в ваннах с моющим сред­ством. При этом должно быть не менее двух ванн: одна — для 30

предварительного обезжиривания, другая — для окончательного. Детали сложной конфигурации лучше обезжиривать струйным методом в закрытых установках, исключающих выход паров в по­мещение. Моющее средство подают под давлением через сопловое устройство.

Дождевание — разновидность струйного метода с малым напо­ром моющего средства — применяют для обработки наружных по­верхностей деталей. Внутренние полости деталей целесообразно обезжиривать путем заливки. Обезжиривание осуществляют либо путем заливки всего объема внутренней полости моющим средст­вом с последующей выдержкой, либо путем частичного запол­нения внутренней полости с последующим вращением, барбота­жем, кантованием или прополаскиванием.

Методом прокачки моющего средства рекомендуется обезжи­ривать детали большого объема и с отверстиями. Моющее средство подают под давлением.

Обезжиривание в парах растворителя проводят в специальной камере путем подачи горячего моющего раствора с некоторым ко­личеством пара или путем заполнения камеры насыщенным паром.

При комбинированном методе обезжиривания детали очищают окунанием, а затем помещают в камеру с парообразным раствори­телем. Данным методом обрабатывают детали, к качеству поверх­ностей которых предъявляют высокие требования.

Протирку применяют при локальном обезжиривании. Локаль­ное обезжиривание производят бязевыми или фторлоновыми сал­фетками, смоченными в растворителе и отжатыми от его избытка, а также щетками или кистями.

Метод химического травления высокопроизводителен и эффек­тивен в условиях массового и крупносерийного производства. Метод непригоден для деталей сложной конфигурации, имеющих острые кромки, щелевые зазоры и замкнутые полости, из которых трудно удалить остатки травильных растворов, а также деталей, имеющих отдельные участки поверхности из неметаллических ма­териалов или с защитными покрытиями. Поверхность детали перед травлением следует очистить от смазочных материалов и жировых загрязнений.

Для замедления растворения металла в кислотах и предотвра­щения вредного действия выделяющегося водорода в составы травителей вводят различные присадки типа 4М, КС, ЭКП или ингибиторы И-1-А, И-1-6, ПБ-5, уникол, катапин, уротропин.

Ультразвуковое травление особенно эффективно для очистки поверхностей мелких и тонкостенных деталей, а также деталей сложной конфигурации с ограниченным доступом к паяемой по­верхности.

Коррозионную стойкость травленых поверхностей деталей обес­печивают пассивированием. Поверхность коррозионно-стойких сталей, прошедших травление в растворах, содержащих азотную и фтористоводородную кислоты, не пассивируют.

Промывка — промежуточная операция технологического про­цесса подготовки паяемых поверхностей, проводимая после обез­жиривания, травления, снятия травильного шлака, нейтрализации. Сушка — заключительная операция данного процесса. Для про­мывки применяют воду без специальной бактериологической очистки (техническая вода), а также прозрачную воду без посто­ронних примесей (артезианская и речная). Вода, предварительно использованная для других целей, для промывки непригодна.

Для промывки особо ответственных деталей применяют обессо­ленную воду с жесткостью не более 1,8 моль/л.

После завершения всех операций технологического процесса подготовки поверхности перед пайкой детали сушат в сушиль­ных шкафах или чистым сжатым воздухом, нагретым до 50—60 °С. Чистоту сжатого воздуха проверяют не реже одного раза в смену обдувом в течение 20—30 с листа белой фильтровальной бумаги, расположенного на расстоянии 10 мл от выхода струи воздуха. На бумаге после обдува не должны появляться влажные или мас­ляные пятна и грязь.

На растекание и затекание припоя в зазор может существенно влиять шероховатость паяемой поверхности основного материала. Поэтому при подготовке перед операцией пайки необходимо обес­печить требуемую степень шероховатости участков паяемого ме­талла и оптимальное направление рисок, образующихся при этом. При укладке припоя в зазор шероховатость паяемой поверхности влияет значительно меньше.

Для улучшения растекания припоя, взаимодействия паяемого металла и припоя, повышения механических свойств, коррозион­ной стойкости паяного соединения, а в некоторых случаях для ограничения растекания припоя по паяемой поверхности и пре­дотвращения нежелательного взаимодействия его с паяемым ме­таллом на последний предварительно наносят технологические или барьерные (защитные) покрытия. Операция нанесения покрытий также входит в подготовку поверхности паяемого металла перед пайкой и может быть выполнена разными способами: термовакуум­ным, гальваническим, ионным, плакированием и др.

Существенное значение имеет правильное закрепление припоя и соединяемых деталей, внесение флюса, ограничение слишком интенсивного растекания припоя с помощью специальных стоп - материалов. Поэтому в число операций подготовки к пайке может входить и термообработка паяемого металла или изделия с целью уменьшения или устранения растягивающих напряжений неравно­весной структуры.

После пайки важнейшими технологическими операциями явля­ются удаление остатков флюсов, зачистка соединения от наплывов припоя, обработка резанием изделия и его термообработка.

Контроль качества паяных соединений определяется характе­ром работы изделия и его служебными свойствами: механиче­скими, герметичностью, вакуум-плотностью, электросопротивле-

ниєм, коррозионной стойкостью, стойкостью против термоударов, перегрузок и др., характеризующих условия эксплуатации изделия. Лучшим методом контроля качества паяных соединений изделия следует считать испытание последних в эксплуатационных усло­виях или в условиях, имитирующих их в течение заданного срока наработки.

Неразрушающие методы контроля качества базируются на об­наружении дефектов паяных соединений и оценке степени их опасности для изделия в условиях эксплуатации. Весьма важен визуальный контроль посредством осмотра паяного соединения.