Электрохимические реакции при флюсовании

Водные растворы или расплавы солей, компоненты которых находятся в виде диссоциированных ионов, относятся у флюсам электрохимического действия. При активировании паяемых поверхностей такими флюсами протекают анодные и катодные окислительно-восстановительные реакции. При этом металл и оксид на поверхности металла под слоем электролита (флюса) представляют собой анод и катод соответственно. На аноде – металле, происходят анодные (окислительные) реакции, а на катоде – оксиде, катодные (восстановительные) реакции. С наибольшей эффективностью эти реакции протекают тогда, когда флюс одновременно контактирует с оксидом и металлом, например, через трещины и несплошности в оксидной пленке.

Так при флюсовой пайке алюминия процесс идет в паре: алюминий (анод) и окисная пленка Al₂O₃ на поверхности (катод). Расплавленный флюс является электролитом. На аноде электрический ток поддерживается в результате перехода алюминия Al³⁺ во флюс в виде иона, а на катоде – в результате перехода ионов кислорода О^–. Ионы алюминия, "отрываясь" от поверхности металла, постепенно нарушают связь частиц оксидной пленки с металлом. Таким образом, электрохимический процесс приводит к разрыхлению оксидной пленки, к отрыву ее от металла и перевод в шлак. В результате взаимодействия ионов алюминия и кислорода в расплаве флюса образуется дисперсный оксид алюминия. Кислород для поддержания этой реакции поступает в расплав флюса из атмосферы, деполяризует катод, обеспечивая непрерывность процесса. Схема механизма удаления оксидной пленки в результате электрохимических процессов приведена на рисунке ….

Рис. … . Схема механизма удаления оксидной пленки при пайке алюминия в результате электрохимических процессов
1 – оксидная пленка, 2 – флюс, 3 – алюминий.

Флюсующие действия, применяемых при низкотемпературной пайке, канифоли и флюсов на ее основе обеспечивается способностью органических кислот, которые содержаться в таких флюсах, растворять оксиды некоторых металлов. В составе канифоли содержится абиетиновая кислота С₂₀Н₃₀О₂, и другие органические кислоты, растворяющие оксиды меди и некоторых других малоактивных металлов. Основным достоинством канифольных флюсов является их низкая коррозионная активность и отсутствие необходимости удаления их остатков с паяных изделий.

Флюсовая пайка наиболее широко применяется в производстве, так как ее можно осуществлять в обычных атмосферных условиях с использованием универсальных источников нагрева. Однако область ее применения ограничивается для ряда изделий, вследствие невозможности удаления или нейтрализации остатков флюса и продуктов флюсования. Поэтому в последние десятилетия наблюдается тенденция к постепенной замене флюсовых способов пайки на бесфлюсовые. Не последнюю роль в этом играют и причины, обусловленные вопросами защиты окружающей среды, поскольку при осуществлении процесса флюсовой пайки и удаления остатков флюса в окружающую среду попадает большое количество вредных веществ.