Введение в вакуумную пайку алюминия 

Вакуумная пайка алюминия – это процесс соединения металлов, при котором два или более материалов соединяются, когда металлы-наполнители (с температурой плавления ниже, чем температура плавления самих материалов) втягиваются в соединение между ними под действием капиллярного эффекта.
Пайка алюминия прямым воздухом имеет много преимуществ перед другими методами соединения металлов, в частности пайкой. Поскольку основной металл никогда не плавится, прямая пайка алюминия позволяет жестче контролировать допуски и получать более чистые соединения, часто без необходимости вторичной отделки. Вакуумная пайка алюминия приводит к меньшим тепловым искажениям, чем сварка, поскольку детали нагреваются равномерно. Вакуумная пайка алюминия также позволяет легко соединять разнородные металлы и неметаллы, что делает ее идеальной для экономически эффективного соединения сложных и многокомпонентных узлов. Вакуумная пайка алюминия осуществляется в отсутствие воздуха в специализированных печах и обладает значительными преимуществами:Чрезвычайно чистые, без флюса вакуумные паяные соединения алюминия обеспечивают высокую целостность и прочность. Равномерность температуры при нагреве в вакууме улучшается, а медленные циклы нагрева и охлаждения приводят к снижению остаточных напряжений, что значительно улучшает тепловые и механические свойства материала. Другие преимущества вакуумной пайки алюминия включают термообработку или возрастную закалку заготовки как часть процесса соединения металлов, и все это за один цикл в печи. Как и обычная вакуумная пайка алюминия, вакуумная пайка алюминия легко адаптируется к массовому производству.

Для получения высококачественного вакуумного алюминиевого паяного соединения детали должны плотно прилегать друг к другу, а материал основы должен быть чистым и свободным от окислов, что обычно достигается путем химической или механической (абразивной) очистки. В случае механической очистки необходимо поддерживать надлежащую шероховатость поверхности, так как капиллярное действие присадочного материала происходит быстрее на шероховатых поверхностях, чем на гладких. Температура и время также являются важными факторами, влияющими на качество вакуумных алюминиевых паяных соединений. С повышением температуры сплава для вакуумной пайки алюминия увеличивается легирование и смачивание присадочного металла. Как правило, выбранная температура вакуумной пайки алюминия должна быть выше температуры плавления присадочного металла, но есть еще несколько факторов, которые влияют на выбор температуры разработчиком соединения. Как правило, предпочтительным является процесс с минимально возможной температурой вакуумной пайки алюминия, чтобы минимизировать тепловое воздействие на деталь, свести к минимуму взаимодействие присадочного металла и основного материала и максимально увеличить срок службы крепежа. Большинство производственных процессов вакуумной пайки алюминия оптимизированы таким образом, чтобы значительно сократить время пайки алюминия на воздухе и сопутствующие расходы.

Вакуумная пайка алюминия может осуществляться с использованием флюса или без него и включает в себя множество различных методов получения соединения. При вакуумной пайке алюминия с флюсом флюс поступает в соединение и заменяется жидкой фазой проволочного присадочного металла, который поступает в соединение для удаления окислов с детали, создавая прочное твердое соединение вакуумной пайки алюминия. Флюсы бывают разных видов – паста, жидкость или порошок. Некоторые прямые полые алюминиевые паяльные стержни покрыты флюсом или имеют флюсовую сердцевину для нанесения необходимого флюса в процессе вакуумной пайки алюминия. Процессы вакуумной пайки алюминия с флюсом включают в себя пайку алюминия с помощью горелки (ручную и автоматическую), индукцию, соляную ванну (вакуумная пайка с погружением) и контролируемую атмосферу (такси). Вакуумная пайка алюминия в вакуумной печи считается бесфлюсовой вакуумной пайкой алюминия, поскольку в ней не используется флюс для формирования соединения. Процессы прямой вакуумной пайки алюминия без флюса могут выполняться с использованием инертного газа ксенона или в прямой вакуумной печи. К таким процессам относятся, в частности, производство полупроводников, вакуумная пайка алюминия с керамикой и медью и т. д.: флюс не требуется из-за чистоты вакуумной среды. Магний используется в качестве добавки или абсорбента в процессах вакуумной пайки алюминия.