Флюсовая пайка. 
Сварка и пайка в авиационной промышленности

Для обеспечения удаления оксидов с поверхности паяемых металлов и припоя, а также для предупреждения образования новых оксидов при нагреве в процессе пайки применяются паяльные флюсы. Пайка с применением флюса называется флюсовой. Флюсы могут быть твердыми (порошкообразные смеси различных солей), жидкими (водные растворы хлористых солей или спиртовые растворы органических соединений), а также газообразными.

Интенсивность воздействия флюсов на оксидную пленку ограничена их температурным интервалом активности. Нижний предел этого интервала — минимальная температура, при которой флюс вступает во взаимодействие с оксидами. С повышением температуры активность флюса возрастает. По достижении верхнего предела — максимальной температуры активность флюса значительно снижается из-за выгорания, испарения или улетучивания отдельных его компонентов.

Механизм воздействия флюса на оксиды металлов сложен, многообразен и включает в себя:

• • растворение оксидной пленки основного металла и припоя во флюсе;
• • химическое взаимодействие флюса с оксидной пленкой, в результате чего образуются легкоплавкие шлаки;
• • химическое взаимодействие флюса с основным металлом, в результате чего происходит постепенное разрушение оксидной пленки, отрыв ее от основного металла и перевод в шлак;
• • восстановление оксидной пленки.

В реальных условиях пайки эти процессы зачастую взаимосвязаны или протекают параллельно. Так, при пайке коррозионно-стойкой стали 1Х18Н9Т входящий в состав флюса фторборат калия разлагается по реакции KBF₄ = KF + BF₃. Фтористый калий активно растворяет оксиды, а трехфтористый бор вступает в химическое взаимодействие с оксидом хрома:

Борный ангидрид, в свою очередь, вступает в дальнейшее взаимодействие с оксидами, находящимися на поверхности паяемой детали.

Примером взаимодействия флюса с основным металлом может служить высокотемпературная пайка алюминия с флюсом 34А, активным компонентом которого является хлористый цинк ZnCl₂. В расплавленном состоянии флюс проникает под оксидную пленку через поры, микротрещины в ней и вступает в реакцию с чистым алюминием. Выделяющийся при этом газообразный хлористый алюминий способствует механическому разрушению оксидной пленки, ее измельчению, постепенному отрыву и переводу в шлак.

При низкотемпературной пайке с применением кислотных флюсов механизм воздействия последних на оксидную пленку основан на взаимодействии кислоты (например, соляной) с оксидами металлов:

Соединения МеС1₂ растворимы в воде и легко удаляются с поверхности паяемых металлов. Использование флюсов позволяет осуществлять паяные соединения в обычной атмосфере, применять универсальное оборудование и инструмент — газопламенные горелки, паяльники. Однако флюсы почти всегда агрессивны, остатки их, не удаленные после пайки из микропор паяного шва, при эксплуатации в условиях повышенной влажности могут вызвать коррозию и тем самым снизить надежность изделий. Не все оксиды металлов могут быть успешно удалены с помощью даже активных флюсов (например, оксиды титана). Кроме того, в последнее время все более остро ставятся экологические проблемы — защита окружающей среды, исключение загрязнения сточных вод и т. д. Учитывая все это, наиболее перспективной следует считать пайку без флюсов — в контролируемых атмосферах, которые по механизму воздействия на оксиды можно разделить на активные (восстановительные), нейтральные (инертные) и вакуум.

Рис. 5.2. Классификация способов пайки.