Пайка бериллия

Бериллий - легкий металл (плотность 1,84 г/см³), но имеет высокий предел прочности (560 МПа) и довольно высокую температуру плавления (1283 °С). Ввиду высокой химической активности поверхность бериллия в атмосферных условиях покрывается оксидной пленкой ВеО. Перед пайкой бериллия для удаления оксидов его травят в растворе следующего состава: 450...500 мл ортофосфорной кислоты, 50...55 г хромового ангидрида и 20...25 мл концентрированной серной кислоты. Раствор, подогретый до 50...60 °С, более активно снимает оксидную пленку.

Легкоплавкими припоями бериллий паяют с применением специальных флюсов, содержащих фториды и хлориды цинка, аммония или щелочноземельных металлов. Нагрев под пайку осуществляют быстро, поскольку применяемые флюсы быстро теряют свои свойства. Перед пайкой поверхности желательно лудить. Лужение и пайку производят оловянно-свинцовыми припоями, содержащими цинк, индий или серебро. Пайку бериллия можно осуществить цинковыми или кадмиевыми припоями, которые хорошо растекаются по поверхности бериллия и затекают в зазор. Для улучшения смачивания легкоплавкими припоями с использованием флюса ЛK-2 бериллий покрывают гальваническим никелем.

Высокотемпературную пайку бериллия обычно производят в вакууме 10^-3...10^-4 Па либо в тщательно очищенном аргоне или гелии. В качестве припоев применяют эвтектический сплав алюминия с кремнием или серебра с медью. Пайку производят при температуре 785 ... 1060 °С, выдержке 5 ... 10 мин. Бериллий можно паять и по специально подготовленной поверхности, которую лудят магнием при 750 °С в аргоне. При этом на поверхности бериллия образуется оксидная пленка MgBe. Пайку луженой поверхности производят в аргоне при температуре 750 °С алюминием, который в виде фольги закладывают между паяемыми поверхностями.

Пайка бериллия алюминием с длительной выдержкой при температуре пайки (870 °С) приводит к упрочнению паяного шва. Временное сопротивление при растяжении постепенно повышается с 90 до 190 МПа при выдержке 96 ч. Другой способ пайки состоит в предварительном покрытии бериллия медью или серебром. Покрытие производят в цианистых или кислотных растворах, металлизацией или погружением в расплав металла. Перед покрытием изделие травят в 5...10 %-ном растворе плавиковой кислоты и без промывания переносят в ванну для покрытия. Пайку по барьерному или луженому слою производят серебряными припоями в аргоне или вакууме.

Соединения бериллия, паянные серебряными припоями, имеют временное сопротивление при растяжении 100 МПа. При пайке бериллия с другими металлами, например с никелем, монель-металлом или с титаном, при применении серебряных припоев прочность соединений σ_в = 100...150 МПа. Серебряные припои применяют при пайке соединений, работающих при 20 °С. Для улучшения смачивания и растекания припоев в них вводят 0,2...0,5 % Li. Для пайки изделий из бериллия, работающих при высоких температурах, припоями служат сплавы бериллия с серебром, титаном или цирконием.