Пайкой называется получение соединений с межатомными связями путем нагрева соединяемых материалов ниже температуры их авто­номного плавления, смачивания их припоем и затекания припоя в зазор и последующей его кристаллизации (ГОСТ 17325—79).

При пайке автономное плавление паяемого материала не про­исходит, а имеет место плавление его в контакте с жидким при­поем при температурах ниже температуры солидуса паяемого ма­териала в результате термодинамического перехода его поверхност­ного слоя из лабильного или метастабильного состояния в более стабильное [1—3]. Такой переход происходит самопроизвольно в результате конечных флуктуаций местной или общей потенциальной энергии (энергии активации) контактирующих материалов.

Переход термодинамической системы из лабильного или мета­стабильного состояния в стабильное происходит необратимо и со­стоит из активируемой и самопроизвольной неактивируемой стадий.

Энергетическим стимулом первой стадии перехода системы при постоянном давлении Р и температуре t служит непрерывное увели­чение потенциальной энергии активации по границе Мк с Мп за счет кинетической энергии, а второй стадии — непрерывное умень­шение изобарного потенциала.

Наиболее известны две формы движения и фазовых переходов: диффузионные и бездиффузиоиные. Для диффузионных форм дви­жения и фазовых переходов спонтанные перемещения атомов и вакансий происходят статически, с обменом местами.

Под бездиффузиопным движением или переходом понимают процесс, при котором перемещение атомов происходит кооперативно

(коллективно) в одном акте или последовательно за несколько актов без обмена местами атомов и вакансий иа расстоянии, не­превышающие межатомные.

Степень активирования атомов поверхностного слоя припоя бо­лее высокая, чем у находящегося при смачивании в контакте с ним паяемого твердого металла вследствие большей подвижности1 атомов в жидком состоянии.

Более равновесное состояние системы' в контакте твердого» паяемого металла и жидкого припоя при смачивании (состояние £>* на рис. 3), вероятнее всего, может быть достигнуто при преодоле­нии относительно высокой энергии активации ВС и расплавления - твердого тела по кинетическому режиму, т. е. практически по без- диффузиониому механизму и поэтому с большой скоростью.

По расчетам А. А. Шебзухова, бездиффузиоиный этап пайки - имеет длительность —-0,01 с. После смачивания жидким припоем твердого металла наступает его контактное плавление (бездиффу-

Рис. 3. Изменение функции состояния сис­темы f при переходе системы в более равиовёсиое состояние:

В, D — метастабильные*состояния; С — ла­бильное.

знойная стадия), а затем растворение, т. е. переход атомов твер­дого тела из прилежащего расплавленного слоя в остальной объем жидкой фазы (диффузионная стадия). Такое плавление твердого» кристаллического тела в контакте с жидкостью иного состава бы­ло названо контактным твердожидким плавлением [1—3].

Вследствие контактного плавления металлических деталей мо­жет изменяться их форма, размеры и состояние материала. Чисто­физический разъем паяемого соединения, аналогичный, например,, развинчиванию, разъему механических соединений с прокладками,., невозможен. Возможна лишь распайка, разъединение по шву к результате нагрева выше его температуры солидуса, после чего,, строго говоря, нельзя получить детали в состоянии, аналогичном - исходному, так как изменено состояние паяемого металла в местах, смоченных припоем и подвергнутых нагреву при пайке, а также мо­жет быть изменена их форма и размеры. Поэтому паяные соеди­нения не являются разъемными, т. е. такими, форма, размеры и - состояние материала деталей которых после разъема не изменяются.

Пайка металлов возможна при обеспечении их физического кон­такта и физико-химического взаимодействия с жидким, припоем - при нагреве по термическому циклу пайки и обеспечении зазора. В соответствии с этим важнейшими классификационными признаками способов пайки являются физико-химические, определяющие осо­бенности формирования паяирго шва (СП1), химические и электро­химические признаки удаления окисной пленки (СП2), физические признаки по получению и передаче энергии, непосредственно исполь­зуемой для образования паяного соединения (СПЗ), и по наличию - давления при пайке (СП4), а также технические признаки, опре­
деляющие одновременность выполнения паяных соединений изделия и степень механизации и автоматизации процессу пайки.

Технологическая классификация способов ^айки базируется на альтернативности нх признаков II].