Вакуумная пайка алюминиевого сплава и металлический активатор

Вакуумная пайка алюминиевого сплава осуществляется в высоком вакууме. После тщательной очистки поверхности из алюминиевого сплава в условиях вакуума и высокой температуры нелегко сформировать более толстую оксидную пленку. Припой металлического наполнителя может смачивать поверхность основного металла без флюса для достижения цели пайки. Когда температура вакуумной пайки алюминиевого сплава выше, чем ликвидус припоя и ниже, чем солидус основного металла, припой плавится в жидкость, и основной металл остается твердым.

Жидкий присадочный металл взаимодействует с основным металлом посредством смачивания, капиллярного потока, заполнения и распространения в зазоре или поверхности основного металла и образует прочное соединение путем охлаждения и затвердевания, таким образом соединяя основной металл вместе. Вследствие высокого сродства алюминия к кислороду после очистки на поверхности все еще остается очень тонкая оксидная пленка. Однако коэффициент линейного расширения алюминия в 2-3 раза больше, чем у глинозема, и пленка глинозема является неполной в это время.

При высокой температуре оксидная пленка вытягивается и тонко расщепляется, а неполнота усугубляется. В то же время растворенный в алюминии водород выходит за границу зерна, что приводит к ослаблению связи между оксидной пленкой и металлом матрицы. После плавления пленка оксида алюминия разрушается путем диффузии и проницаемости, а пленка оксида удаляется из области соединения посредством поверхностного натяжения расплавленного припоя. Это механизм вакуумной пайки, т.е. Механизм физико-механического разрушения оксидной пленки.

Лаборатория компании Alcoa в США провела испытания большого количества металлов, которые можно использовать в качестве активаторов. Установлено, что Pr, Sc, Sm, Ca, Be, La, Nd, Mg, Sr, Ce, Li и другие металлы могут быть использованы в качестве активаторов для пайки алюминиевых сплавов. Доказано, что реакция восстановления между активаторами металла и оксидом алюминия является основным механизмом, способствующим пайке.

Среди металлических активаторов, которые могут ускорить пайку алюминия, Mg имеет высокое давление пара и легко испаряется в вакууме, что полезно для удаления Al2O3 и имеет низкую цену. Поэтому Mg стал широко используемым активатором при вакуумной пайке алюминиевых сплавов. В качестве активатора Mg может быть непосредственно помещен рядом с соединением с небольшими чистыми частицами Mg, или введен в зону пайки в виде паров Mg, или добавлен в металлический припой Al-Si в качестве легирующего элемента.