В табл. 4 приведены десять рекомендованных типов атмосфер. Примерный состав указан для первых семи типов атмосфер. Эти типы атмосфер расположены в таблице в порядке возрастания труд­ности их получения и поддержания.

Первые четыре типа из перечисленных атмосфер приготовляются путем пропускания замеренного количества смеси газообразного углеводорода и воздуха в реторту для реакции горения. В случае природного газа отношение количества воздуха к газообразным углеводородам может составлять 9,5 к 1, а для специально приго­товленных атмосфер 2 к 1. В случае смесей, у которых это отноше­ние находится в пределах от 5 к 1 и 9,5 к 1, происходит экзотерми­ческая реакция и выделяющегося тепла достаточно для поддержа­ния реакции. Для смесей, более богатых природным газом, чем при отношении около 5 частей воздуха на 1 часть газа, необходим дополнительный подогрев, а в реторту, где происходит реакция, следует помещать катализатор. Такой тип - реакции называют эндотермическим. В результате реакции бедной смеси, состоящей из 9,5 частей воздуха и 1 части газа, получается продукт, который содержит слишком много молекул кислорода и потому не может быть использован в качестве контролируемой атмосферы для пайки. После сгорания таких воздушно-газовых смесей воду из них можно удалить или при помощи охлаждения или путем применения осу­шителя абсорбционного типа, чтобы понизить точку росы получен­ного газа до нужного значения. Если это необходимо, то из приме­няемой атмосферы газ СОг можно удалить.

Атмосфера AWS тип 5 получается путем диссоциации сухого аммиака (NH3) в нагретой реторте с катализатором. Если аммиак не очень сухой, то полученный газ нужно осушить.

В табл. 4 указано также, для каких припоев и металлов можно применить ту или иную атмосферу.

Для специальных случаев применения атмосфер надо учитывать рекомендации поставщиков материалов и припоев. Для получения хороших результатов атмосфера для пайки должна хорошо подхо­дить как для паяемого материала, так и для припоя. Применяемое

для получения нужной атмосферы оборудование не должно загряз­нять ее в процессе пайки.

Ниже приведено описание отдельных компонентов, входящих в состав атмосферы, применяемой для пайки.

Водород (Н2). Водород является активным компонентом, восстанавливающим окислы большинства металлов при повышен­ных температурах. Однако его присутствие вредно для некоторых металлов вследствие возникновения в них водородной хрупкости, как описано в гл. 2 и других разделах по паяемым металлам.

Окись углерода (СО). Окись углерода является актив­ным компонентом, восстанавливающим окислы таких металлов, как железо, никель, кобальт и медь, при повышенных температурах. Окись углерода может служить желательным источником углерода при пайке углеродистых сталей, а в других случаях нежелательна вследствие разложения ее на углерод и кислород. Окись углерода может образовываться так же, как примесь при сгорании масла, оставшегося на деталях, при нагреве их до температуры пайки. Окись углерода является ядовитым газом, поэтому при работе с ней необходима хорошая вентиляция.

Углекислый газ (С02). Углекислый газ применяется как инертный разбавитель атмосферы для пайки в рекомендованных ранее случаях. Его присутствие нежелательно, если он разлагается на кислород, углерод и окись углерода. Содержание углекислого газа в атмосфере пайки может нежелательно увеличиваться при просачивании в нее воздуха.

Азот (N2). Азот в контролируемой атмосфере служит инерт­ным разбавителем атмосферы при пайке определенных материалов. Присутствие азота в атмосфере пайки не допускается, если паяемый материал образует с ним нитриды.

Пары воды. Допустимое содержание паров воды в атмосфе­ре пайки устанавливается путем определения точки росы этой атмосферы, т. е. температуры, при которой содержащаяся в газе влага конденсируется. Влага из газа должна быть полностью уда­лена, за исключением тех случаев, когда обезуглероживание при пайке является полезным. Пары воды могут проникать в атмосферу при подсосе воздуха, заноситься с воздухом при установке в печь паяемых деталей, при восстановлении окислов металла, при утечке из водяного кожуха, при загрязнении газопровода, при диффузии кислорода через плохую заслонку и другие менее очевидные источ­ники. Пары воды являются нежелательным источником кислорода, особенно при пайке хрома, цинка, магния, кремния, алюминия, титана, марганца или сплавов на основе бериллия. На этих метал­лах в присутствии воды образуются окисные пленки, препятствую­щие смачиванию и растеканию припоя.

Кислород (02). Кислород может проникать в печь в качест­ве нежелательной примеси к атмосфере при просачивании воздуха, а также при загрузке в печь деталей; свободный кислород может выделяться при нагреве из поверхностей паяльной камеры. Присут­ствие кислорода в атмосфере для пайки крайне нежелательно.

Метан (СН4). Метан может образоваться в атмосфере пайки или получаться от сгорания масла на деталях, плохо очищенных перед пайкой. Его можно также специально добавлять в применяе­мую атмосферу после соответствующей очистки. Метан служит источником углерода и водорода (при разложении).

Пары неорганических веществ. В установке, скон­струированной для их использования, пары таких элементов, как цинк, кадмий, литий или пары веществ, содержащих фториды, слу­жат восстановителями окислов металлов или применяются для очистки атмосферы, содержащей кислород. Пары этих элементов успешно применяются для восстановления окислов на сплавах во время пайки. Эти пары токсичны (см. гл. 23).

Инертные газы. Инертные газы, например гелий, аргон и криптон, не реагируют с металлами. В установке, сконструирован­ной для их применения, эти газы препятствуют испарению летучих компонентов во время процесса пайки и допускают применение менее прочных реторт, чем требуется при вакуумной пайке. Инерт­ные газы в состоянии поставки иногда содержат нежелательные пары воды; в этом случае газы необходимо осушать.

Вакуум. При пайке в газе, разреженном до соответствующего низкого давления (одна миллионная атмосферного давления или еще ниже), с учетом газов, выделяющихся во время нагрева до температуры пайки, получаются очень чистые поверхности. Пайка в вакууме особенно полезна при производстве вакуумных электрон­ных ламп, а также при пайке металлов, окислы которых легко испаряются, являются неустойчивыми или растворяются в металле при нагреве до температуры пайки.

В дополнение к компонентам, указанным в табл. 4, можно еще назвать и серу.

Сера (S). Сера или сернистые соединения могут реагировать с металлами, применяемыми для пайки, ухудшая их смачиваемость. Сернистые соединения могут попадать в атмосферу для пайки из применяемого для нагрева газообразного топлива, из воздуха, сгорающего с этим топливом, из смазки, остающейся на поверхно­стях паяемых деталей в результате небрежной очистки, из кирпич­ной кладки печи и других материалов, используемых в конструкции горячей части печи.