Газообразные флюсы.
К активным газовым средам относят газообразные флюсы. Они применяются как самостоятельные атмосферы и как активизирующая добавка к нейтральным и восстановительным атмосферам.
Активными газообразными флюсами являются продукты распада фторидов и хлоридов металлов.
Исходными продуктами для получения указанных сред служат фтористый аммоний NH4F, фторборат аммония NH4BF4, фторборат калия KBF4 и др.
Разложение их происходит при высокой температуре по следующим реакциям:
2NH4F→N2+3H2+2HF; 2NH4BF4→2NH3 + 2HF + 2BF3; KBF4→KF + BF3.
В среде фторида аммония производится пайка нержавеющих сталей и жаропрочных сплавов при температуре порядка 800° С.
В процессе разложения фтористого аммония образуются фтористый водород и свободный водород. При этом происходит разложение окислов фтористым водородом и одновременно восстановление водородом.
При получении газообразного флюса из фтористого аммония или фторбората аммония следует добиваться полного их разложения во избежание образования фтористого аммония из продукта неполного распада солей - аммиака и фтористого водорода.
Этот фтористый аммоний высаживается на поверхности деталей, затрудняя процесс смачивания, и на всех рабочих поверхностях камеры пайки и трубопроводов.
Полный распад фтористого аммония возможен при температуре 600-800°С, фторбората аммония - при температуре 850-950°С. Фторборат калия полностью разлагается при температуре 800-900°С по реакции:
KBF4 → KF + BF3.
Высокой флюсующей активностью обладает как сам фторборат калия, так и продукты его распада.
Трехфтористый бор может применяться как активная добавка к нейтральным средам путем введения его в камеру пайки из баллонов, в которых она поставляется.
Такие смеси обеспечивают процесс пайки нержавеющих сталей и некоторых жаропрочных сплавов при температурах 1000-1200°С.
Для пайки металлов по никелевому, медному и серебряному покрытию низкотемпературными припоями при температурах 250-500°С успешно можно применять газовую среду, состоящую из смеси азота или аргона и 0,1% по объему паров хлористого аммония.
Известен опыт применения газовых сред для пайки нержавеющих сталей жаропрочными припоями, представляющих собой смесь нейтральных газов и паров щелочных металлов (лития, калия, натрия, рубидия, цезия).
В последнее время в качестве газообразных флюсов применяют пары магния, которые вводят в вакуумированное пространство при бесфлюсовой пайке алюминия и его сплавов припоями на основе алюминия.
При нагреве в атмосфере паров магния окисная пленка А1203 удаляется. На поверхности расплавленного припоя и основного металла образуется тонкий и рыхлый слой окиси магния, который не является препятствием для пайки, так как легко диспергирует и обеспечивает протекание процесса бесфлюсовой пайки.
К основным достоинствам пайки в газовых средах относятся отсутствие продуктов флюсования, хороший товарный вид продукции, равномерный нагрев деталей, широкие возможности механизации и автоматизации пайки.