Как известно, при введении в латунь кремния, тормозящего испарение циика при пайке, снижается пластичность и прочность паяных соединений вследствие образования иа границе стали с паяемым швом прослойки хрупкого химического соединения железа с кремнием.

При введении в припой Си—2п—0,55. 2%№, имеющего большее химическое сродство к кремнию и не образующего с железом иитерметаллидов, кремний связывается с никелем в химическое соединение и пе образует интерметаллида по границе шва со сталью.

При пайке металлов и сплавов припоями с основой, не образующей с паяемым металлом прослоек химических соединений, особое значение имеет содержание в них примесей и легирующчх элементов, способных к образованию таких прослоек. Толщина прослоек химических соединений в швах, паянных такими припоями, зависит от количества реактивных примесей и легирующих элементов; образование таких прослоек возможно лишь начиная с некоторого критического их содержания.

Критическое количество реактивных элементов в припоях тем больше, чем меньше их химическое сродство с паяемым материалом. Так, например, для фосфора и алюминия характерно слабое сродство с Си, Ag, Ът\, Со1, образующими группу медных и серебряных припоев. Зато алюминий и фосфор склонны, входя в припои, например в виде примеси, образовывать при пайке сталей прослойки хрупких химических соединений с железом:

РегР, Ре3А1, Ре5А1,

Согласно данным работы [54], во избежание образования таких прослоек в соединениях из углеродистых сталей припоем системы Ав—Си—Та—Са(50%Ад— 15%Си—16%гп—19%Са) содержание фосфора в припое ие должно превышать 0.014%. а алюминия 0,001%

По данным [32], при погружении образцов из железа армко в двухкомпонеитный серебряный припой Ав—Си при 1000°С в течение 1 мни для появления прослойки ннтерметаллидов железа с кремнием или сурьмой илн цинком оказалось достаточным 1—3% 51; 7—10% БЬ или 50% 1п.

Для предотвращения образования и роста прослоек в соединениях из однородных металлов, паянных припоями, содержащими химически активные примеси нли легирующие элементы в количествах выше критического, необходимо легирование припоя компонентом Д связывающим в химическое соединение избыточное (сверхкритическое) количество примеси В. Обычно включения таких химических соединений относительно равномерно распределены по шву и не образуют прослоек на границе с паяемым материалом.

Примером такого легирования можно считать введение никеля в припои Си—Тп, к%—Си— Ъп—Со" и др., содержащие при-

меси алюминия в количествах выше критического. При легировании таких припоев никелем или пайке ими никельсодержа щих сталей критическое содержание примеси алюминия в припое увеличивается.

Поданным [54], при пайке малоуглеродистой стали припоем 82% Аи —18% N1, содержащим 0,2% А1, хрупкий слой ннтерметаллидов железа с алюминием не образуется.

Барьерные покрытия, устраняющие контакт между жидким припоем и паяемым металлом, хорошо сцепленным с ним и несклонным к образованию прослоек химических соединений ни с припоем, ии с паяемым материалом (хотя бы при выбранном режиме пайки), могут также предотвратить появление в швах прослоек ннтерметаллидов. Барьерные покрытия могут быть нанесены лужением, гальваническим, термовакуумным или ионным способом, плакированием и др. При этом паяемым металлом становится металл барьерного покрытия; в большинстве случаев прочность паяного соединения определяется прочностью сцепления металла барьерного слоя с паяемым металлом.

Прн достаточной толщине барьерного покрытия, предотвращающего сквозную химическую эрозию его в жидком припое при температуре ниже критической и времени меньше периода активирования (то), прослойка ннтерметаллидов между паяемым металлом и барьерным покрытием ие образуется.

При пайке титана серебряными припоями, содержащими более 4% Си, барьерными могут быть ннкелькобальтовые покрытия [32]

В некоторых случаях таким покрытием может служить и металл основа припоя В Если в процессе пайки илн сваркопайкн металл покрытия не расплавляется и паяемый металл А ие контактирует с жидким припоем В, а нагрев и время панки (пайкосваркн) недостаточны для образования прослоек химических соединений межчу А и твердым покрытием В, то механические свойства соединений будут высокие. Таким образом, можно, например, избежать образования прослоек ннтерметаллидов прн сваркопайке или пайке сталей с алюминиевыми сплавами, покрыв сталь тонким слоем твердого алюминия (50—100 мкм)

При выборе металлов для жидких барьерных покрытий, как и при выборе легирующих элементов припоев, тормозящих или предотвращающих образование и рост прослоек химических соединений в контакте паяемого металла с жидким припоем, могут быть использованы два типа металлов: 1) жидкие металлы, не образующие с паяемым металлом химических соединений н по возможности слабо растворяющие их; 2) металлы, вступающие в химическое взаимодействие с паяемым металлом, но образующие с ним весьма тонкие прослойки иитерметаллидов, не влияющие заметно иа механические свойства паяных соединений и препятствующие химическому взаимодействию паяемого метал ла с припоем.