Классификация припоев для пайки, технические характеристики и рекомендации по выбору

Классификация припоев для пайки

Для того чтобы соединить прочно две металлические детали между собой можно использовать достаточно много разнообразных способов. Самыми популярными, являются, конечно же, сварка и пайка. Второй может помочь найти выход из ситуации, когда из-за особенностей материала или же по другой причине нельзя прибегнуть к первому.

Оба способа очень похожи друг на друга, но есть и значимые отличия, например, в пайке плавится только присадочный материал в отличие от сварки, где подвергается как расходник, так и основная деталь.

В качестве присадочного материала для пайки применяются припои. Для каждого конкретного случая требуется использование определенной модели припоя. В связи с этим их ассортимент достаточно большой.

В основном разнообразные припои отличаются друг от друга основным назначением. Это обусловлено тем, что в современной промышленности металл используется повсеместно, но применяется не один сплав, а огромное множество. Именно поэтому для пайки той или иной детали требуется тщательно подбирать расходный материал.

Второе на что нужно обратить внимание, это рабочая температура детали, а также воздействие на нее нагрузок, вибраций и т.д. На перечисленные характеристики сильно влияет модель используемого припоя.

  Определенная модификация может дать определенное свойство в большей степени, нежели чем другая. Например, улучшить прочность, повысить возможность проводить электрический ток, увеличить сопротивление высоким температурам и т.д.

В нашем государстве производство припоев выполняется в строгом соответствии с государственными стандартами.

Разнообразные модели припоев могут отличаться друг от друга по нескольким характеристикам. Основное различие заключается в мягкости материала. Самые мягкие модели подвергаются плавлению при достижении температурной отметки примерно в триста градусов по Цельсию.

Степень мягкости вещества напрямую влияет на прочные характеристики итогового результата соединения. Максимальный предел возможной прочности принимает значение примерно в триста Мпа, самое минимальной может быть равно шестнадцати Мпа.

В число мягких расходных материалов входят:

  • бессвинцовые припои;
  • вещества из свинца, сурьмы, цинка;
  • оловянные припои и другие модели из металлов, которые легко подвергаются процессу плавления.

К твердым моделям припоев относятся вещества, которые имеют достаточно высокие температурные отметки плавления, превышающие  значение в триста градусов по Цельсию. Это характеристика позволяет значительно поднять прочность итогового результата соединения металла.

Минимальное значение прочности исчисляется отметкой в сотню Мпа, максимальное может достигать пятисот Мпа.

К твердым расходным материалам для пайки относятся цинковые, никелевые, серебряные припои и другие с высокой температурной отметкой, при достижении которой вещество начинает подвергаться плавлению.

Деление по составу

Помимо различий по степени твердости, припои для пайки могут классифицироваться по основному металлу в химическом составе.

Наиболее популярными видами являются серебряные, медные, оловянные, алюминиевые модели и т.д. Также можно отметить модели с содержанием флюса в составе.

Их преимущество заключается в том, что при совершении процесса пайки необходимость использования дополнительного флюсового материала отсутствует.

Деление по номенклатуре

Разнообразные припои для пайки могут различаться друг от друга номенклатурой (формой и размером). Чаще всего производятся расходный материал в следующих формах:

  • в форме стержней – данные элементы легко подвергаются плавлению под влиянием паяльника;
  • в форме проволоки – эту форму можно использовать как для газовой пайки, так и для классической с помощью паяльника;
  • в трубчатой форме – данная модификация выпускается в форме трубки с пустым пространством внутри, которое чаще всего заполнено флюсом, но также может быть заполнено каким-то другим дополнительным веществом;
  • в листовой форме – чаще всего расходный материал в данном виде применяется во время работы с тонкими поверхностями.

Также современные технологии производства позволяют создавать расходный материал для пайки в измельченной, литой, прессованной,  штампованной, аморфной, катаной форме и т.д.

Существует большое количество разнообразных моделей от различных производителей, основное назначение которых заключается в пайке медных трубок и проволоки. Стоит рассмотреть наиболее популярные модели.

  • 1S —  данная модель относится к припоям низкого уровня твердости. Основа химического состава создается из серебра. Основное назначения расходного материала заключается в пайке деталей из меди, но его также без особых проблем можно использовать в работе с латунными и бронзовыми деталями. Соединения, созданные с помощью данной модели, обладает достаточно хорошими механическими свойствами. Отличительной особенностью является то, что созданное соединения абсолютную защиту от влияния процессов коррозии и эрозии. Для значительного повышения итогового качества работы рекомендуется использовать флюс любого вида.
  • Rosol 3 – эта модель также относится к мягким припоям. Вещество подвергается процессу плавления при достижении температуры в двести сорок градусов по Цельсию. Припой используется для пайки медных деталей, также его можно использовать в работе с изделиями их тонкого металла. В работе с этим расходным материалом в обязательном порядке нужно применять флюс, иначе качество соединения будет оставлять желать лучшего.
  • Rolot 94 – данная модель расходного материала обладает повышенной степенью твердости. Вещество начинает плавиться при нагреве свыше 730-ти градусов по Цельсию. Его можно применять в работе с медными, бронзовыми и латунными деталями. Из-за высокой температурной отметки, при которой материал начинает плавиться, данную модель нельзя применять для пайки изделий из тонкого металла, так как это негативно повлиять на его целостность и качество.
  • Rolot 2 – припой, относящийся твердым моделям. Этот материал достаточно специфичный, он предназначен для частных случаев, которые требуют получения соединения высокого уровня прочности. Основной химического состава данного расходного материала является серебро.

Припои для работы с алюминиевыми деталями

Ниже буду представлены две наиболее популярные модели расходного материала, основное назначение которых заключается в пайке алюминиевых деталей.

Авиа 1 – это достаточно универсальный расходный материал, который можно использовать в работе практически со всеми сплавами алюминия. Низкая температурная отметка в 200 градусов по Цельсию позволяет применять припой для пайки проводов. Химический состав вещества выглядит следующим образов (значения в процентном соотношении):

  •  Sn – 55;
  • Zn – 25;
  •  Cd – 20.

Castolin 190 – припой с повышенной степенью твердости, имеющий в своей структуре флюс.  Материал начинает плавиться при достижении температуры в 580 градусов по Цельсию. Его можно применять в работе как с деталями из чистого алюминия, так и с различными сплавами. Отличительной особенностью вещества является его повышенная текучесть и адгезия.

Популярные модели припоев для работы с нержавеющей сталью

Различных припоев для работы с нержавеющей сталью достаточно много. Стоит отметить две наиболее часто используемые модели.

  1.  HTS528 – этот припой является достаточно универсальным. Его можно применять при пайке практически всех сортов антикоррозионной стали. Материал начинает плавиться при достижении температурного значения в 760 градусов по Цельсию.
  2.  П-81 – отечественная модель, которая относится к твердым припоям. Вещество подвергается плавлению при достижении 650-ти градусов по Цельсию. Итоговое соединение обладает пределом прочности равным 170-ти Мпа.

Как выбрать?

От правильного выбора то или иной модели расходного материала для пайки зависит качество итогового результата работы. В первую очередь нужно обращать внимание на температуру плавления вещества.

Ее значение должно быть немногим меньше отметки плавления детали, с которой предстоит работать, в противном случае может нарушиться структура материала, что негативно повлияет на его характеристики.

Также стоит уделять внимание химическому составу припоя. Не стоит проводить параллели со сварочными работами, в которых состав расходного материала подбирается исходя их химического состава материала, с которым предстоит работать.

Проще говоря, при пайке деталей из меди может использоваться расходный материал с содержанием меди, но, например, во время работы с алюминиевыми деталями, припой не обязательно должен содержать идентичный химический элемент в своем составе.

Источник: http://svarkagid.com/klassifikacija-pripoev-dlja-pajki/

Припои. Классификация. Основные системы сплавов-припоев. Виды заготовок припоев. Способы размещения припоев

Требования к припоям:

1) Иметь температуру плавления ниже температуры плавления паяемых металлов.

2) Иметь близкий с паяемым металлом коэффициент термического расширения.

3) Иметь общедоступную технологию производства и применения.

4) При температуре пайки хорошо смаивать основной металл и заполнять соедини­тельные зазоры.

5) Обеспечение высокой прочности паяного соединения.

6) Коррозионная стойкость паяного соединения.

7) Электропроводность.

8) Жаростойкость.

Припои подразделяют на две группы – готовые и образую­щиеся при работе (пайке).

Готовые припои. Наиболее широкое применение при пайке на­шли готовые припои. Готовые припои классифицируют по следую­щим признакам (ГОСТ 19250-73): по величине их температур­ного интервала плавления; степени расплавления при пайке; основному или наиболее дефицитному компоненту, способности к самофлюсованию; способу изготовления и виду полуфабрикатов (рис. 6).

Температурный интервал плавления припоя – важнейший классификационный признак. Такой интервал ограничен темпера­турой начала (солидус) и конца (ликвидус) плавления припоя. По величине температурного интервала плавления, припои делятся на припои с широким и узким интервалом кристаллизации.

Способность припоев к растеканию и затеканию в зазор улучшается с уменьшением их температурного интер­вала плавления. Припои с узким температурным интервалом плавления плохо удерживаются в сравнительно широких капиллярных зазорах, но лучше затекают в узкие зазоры.

При пайке изделий с большой площадью спая или вертикальными зазорами с предварительной укладкой в них припоя лучше использовать припои с широким тем­пературным интервалом плавления, а при некапиллярных зазо­рах – композиционные.

По температуре конца расплавления готовые припои разделяют на пять классов:

— Особолегкоплавкие – температура плавления меньше 145ºС;

— Легкоплавкие – температура плавления от 145°С до 450°С;

— Среднеплавкие – температура плавления от 450°С до 1100°С;

— Высокоплавкие – температура плавления от 1100°С до 1850°С;

— Тугоплавкие – температура плавления выше 1850°С.

Рис. 6. Классификация готовых припоев

Классификация готовых припоев по степени их автономного расплавления. По степени автономного расплавления при пайке припои подразделяют на полностью и частично расплавляемые.

Ранее применяли главным образом припои полностью расплавляе­мые при пайке.

Исключение составляли припои, применяемые в стоматологической технике, и частично расплавляемые припои с широким интервалом затвердения, которые использовали глав­ным образом при абразивной пайке.

Классификация припоев по основному компоненту. К числу металлических припоев, содержащих более 50% одного из компо­нентов, относятся припои оловянные, кадмиевые, цинковые, маг­ниевые, алюминиевые, медные, кобальтовые, никелевые, марганце­вые, золотые, палладиевые, платиновые, титановые, железные, циркониевые, ниобиевые, молибденовые, ванадиевые и др.

При близком содержании некоторых компонентов припои называют по этим основным компонентам, например, оловянно-свинцовые, медно-никелево-марганцевые и др. При содержании одного или нескольких легирующих компонентов, являющихся редкими или драгоценными металлами, припой иногда называют по этим ком­понентам, например, серебряный, золотой и др.

Читайте также:  Линейные люминесцентные лампы

, хотя содержание их в припое может составлять несколько процентов.

Классификация припоев по способности к самофлюсованию. Существуют припои, которые могут выполнять также функции флюсов. Припои, обладающие свойствами самофлюсования, должны содержать легирующие элементы-раскислители с сильным химическим сродством к кислороду.

Эти элементы должны способ­ствовать растекаемости и смачиваемости припоем паяемого метал­ла. Продукты раскисления, образующиеся при взаимодействии такого припоя с паяемым металлом, должны легко удаляться из шва, в частности, для этого температура плавления их должна быть ниже температуры пайки.

К элементам-раскислителям отно­сятся литий, калий, натрий, фосфор, цезий, бор и др.

Припои, легированные этими элементами и способные к само­флюсованию в инертной газовой среде или на воздухе, называют самофлюсующими в отличие от остальных припоев, при пайке кото­рыми необходимы флюсы, вакуум или активные газовые среды.

Классификация припоев по способу изготовления и виду полу­фабриката. Многообразие паяных конструкций и способов пайки, конструкционных металлов и припоев с различными свойствами и необходимость их совместимости в производстве стимулиро­вали развитие различных способов изготовления полуфабрика­тов припоев.

Традиционные припои в виде компактных заготовок при многих способах пайки и типах конструкций современных изделий являются не всегда удобными.

Это послужило широкому использованию припоев в виде порошков и паст, лент, фасонных прессованных и штампованных заготовок, а также заранее нанесенных на паяемые поверхности термовакуумным или гальваническим способом.

Припои, образующиеся при пайке.

К этой группе относятся контактно-реактивные припои, получающиеся при контактно-реак­тивном плавлении паяемого материала с контактными проклад­ками или покрытиями или последних между собой; контактные твердогазовые припои, образующиеся в результате плавления паяемого металла, контактных прокладок или покрытий в парах металлов или неметаллов, находящихся в атмосфере печи; реактивно-флюсовые, образующиеся в результате вытеснения металлов из компонентов реактивных флюсов.

Источник: https://cyberpedia.su/3×9410.html

Все про припой ПОС

Приветствую дорогих сердцу читателей! В этом материале я постарался собрать все данные про припой ПОС.

Этот Припой Оловянно-Свинцовый является самым популярным припоем для монтажа радиодеталей и чаще остальных применяется в радиотехнике.

Постараюсь объяснить почему это так и расскажу про разновидности и технические характеристики припоев серии ПОС. А еще открою страшную тайну по поводу припоев ПОС-60 и ПОС-62. Поехали!

Виды припоев ПОС

Для начала вспомним, какие бывают припои из сплавов оловянно-свинцовой группы. Самые популярные — это бессурьмянистые припои ПОС-10, ПОС-40, ПОС-61 и ПОС-90. Припой ПОС с содержанием сурьмы называется ПОССУ. Сурьма в составе припоя добавляет ему несколько процентов по прочности.

Когда мы говорим про плавление смеси олова и свинца, нужно помнить про определения солидуса и ликвидуса. При нагревании любой смеси двух и более металлов происходит сначала расплавление (преобразование из твердой в жидкую фазу) самых легкоплавных частиц. Эта температурная отметка называется солидусом сплава.

При дальнейшем росте температуры начинают плавиться более тугоплавкие компоненты. Как только они расплавятся, наступает точка ликвидуса. Теперь припой ПОС полностью расплавлен. Подробнее этот процесс поясняет картинка, выдранная из презентации на тему сплавов.

Между этими двумя точками находится состояние повышенной пластичности припоя. В этом состоянии припой можно тянуть и деформировать без потери целостности.

Существуют эвтектические сплавы — припои, у которых точка солидуса и ликвидуса совпадает. Это очень удобно при пайке и говорит о высоком качестве припоя.

Про состав припоя

Название припоя оловянно-свинцовой группы говорит о содержании в нем олова. Например ПОС-40 содержит 40 % олова, а ПОС-61 — почти 61 % олова. Остальная часть состоит из свинца и дополнительных примесей.

По внешнему виду можно на глаз прикинуть состав припоя. Если припой ПОС более матовый и темный, то он больше содержит свинца. Если более светлый и блестящий — то больше олова. Лучше всего это познается в сравнении.

Как выглядит лист олова и лист свинца смотрите на фото.

Прочность припоя зависит не только от легирования сплава, но и от паяемого металла. Например, для пайки меди или цинка в припой ПОС добавляют несколько процентов меди или цинка соответственно. Это снижает химическую эрозию металла и увеличивает поверхностную прочность соединения.

Легирование припоя

Для улучшения эксплуатационных характеристик применяют легирование припоя следующими веществами:

  • Адгезию припоя улучшает добавка из меди, кадмия, сурьмы, алюминия, серебра и цинка;
  • Пластичность припоя и стойкость к термоциклированию улучшается добавкой индия, серебра, марганца, висмута, лития;
  • Прочность припоям добавляют никель, кобальт, цинк, кремний, бор, железо;
  • Коррозионную стойкость припоя увеличивает никель и медь;
  • Жаропрочность повышает кремний, цирконий, вольфрам, ванадий, кобальт, ниобий, гафний.

Технические характеристики припоев ПОС и ПОССу

Чтобы не расписывать все технические характеристики припоев оловянно-свинцовой группы, просто приведу таблицу параметров. По ней можно определить температуру плавления, плотность, удельное электросопротивление, теплопроводность, временное сопротивление разрыву, относительное удлинение, ударную вязкость и твердость по Бринеллю припоев.

Анализ таблицы показывает, что самым легкоплавким среди списка является кадмиевый припой ПОСК 50-18 с характеристикой по температуре плавления 145 градусов Цельсия. Самым прочным является припой ПОССу 4-6 с временным сопротивлением разрыву 6,5 кгс/кв. мм.

Технические характеристики припоя ПОС-10

Припой ПОС 10 имеет отличительный химический состав. Он содержит 9-10 % олова, около 89 % свинца, 0,2 % висмута, 0,1 % сурьмы и остальные примеси в незначительных количествах. Припой ПОС 10 применяется для пайки и лужения контактных поверхностей электроники. Например им паяют реле и заливают контрольные пробки в корпусах радиоэлектроники.

Температура пайки ПОС-10 составляет 299 градусов Цельсия. Точка солидуса равна 268 градусов.

Достоинства припоя ПОС-10:

  • высокая температура плавления полезна при пайке корпусов аппаратуры.

Недостатки припоя ПОС-10:

  • низкая прочность и сопротивление разрыву около 3,2 кгс/кв.мм.;
  • высокое удельное сопротивление — 0,2 Ом х кв.мм./м;
  • высокое содержание свинца, опасного для здоровья.

Технические характеристики припоя ПОС-30

Припой марки ПОС 30 является промежуточным звеном между ПОС 10 и ПОС 40. Состав припоя ПОС 30 следующий: 30 % олова и 69,5 % свинца. Остальное — это примеси и легирование.

Припой ПОС 30 может быть легко заменен на ПОС 40, о котором рассказано ниже. Температура плавления (ликвидус) равна 238 градусов, а температура пластичности (солидус) равна 183 градуса Цельсия.

Согласно техническим характеристикам, припой ПОС 30 чаще применяется для пайки и лужения листового цинка и радиаторов.

Достоинства припоя ПОС-30:

  • хорошая адгезия;
  • высокая прочность.

Недостатки припоя марки ПОС 30:

  • высокое содержание свинца;
  • чаще выпускается в прутках.

Технические характеристики припоя ПОС-40

По химическому составу припой ПОС 40 состоит на 39-41 % из олова, на 59 % из свинца. Остальные примеси в таком же соотношении, как и у ПОС-10. Припой ПОС 40 часто применяется для пайки и лужения корпусов радиоаппаратуры из оцинкованного железа с оцинкованными швами.

Температура пайки припоя ПОС-40 равна 238 градусов Цельсия, а солидус — 183 градуса.

Достоинства припоя ПОС-40:

  • хорошее соотношение пластичности и температуры плавления;
  • из-за этого лучше переносит термоцикличность, чем ПОС-61.

Недостатки припоя ПОС-40:

  • высокое содержание свинца, что вредно для здоровья;
  • завышенная температура ликвидуса.

Страшная тайна припоя ПОС-60

Вот и настало время страшной тайны припоя ПОС 60. Согласно ГОСТ 21930-76 под названием «Припои оловянно-свинцовые в чушках. Технические условия» и ГОСТ 21930-76 «Припои оловянно-свинцовые в изделиях. Технические условия», такого припоя, как ПОС-60 просто не существует. Сам ГОСТ 21930-76 можете скачать и посмотреть. Вот полная таблица из этого ГОСТа.

Так что «ПОС-60» — это жаргонизм или народное обозначение «припоя, которым все паяют». Мне кажется, что это связано с путаницей в обозначении ПОС-61. Потому что при содержании олова в припое по ГОСТу от 59 до 61 % логичнее его называть ПОС-60, а не ПОС-61.

Среди припоев, произведенных по международным стандартам существует припой Sn60Pb40. Это припой с содержанием олова 60 % и свинца 40 %. Его можно было бы назвать ПОС-60, если разработать хотя бы ТУ под него. Согласно международным данным, в которых описаны характеристики, температура плавления припой 60/40 равна 191 градус Цельсия.

Та же история с припоем типа ПОС-62. Такого свинцового припоя по ГОСТу пока не придумали. Так что, если у меня спросят «а какая температура плавления припоя ПОС-62», я знаю, что ответ c цифрой 184 градуса Цельсия нужно искать с импортном каталоге припоев. Вот например, можно воспользоваться каталогом припоев компании Kester.

Технические характеристики припоя ПОС-61

Обозначение припоя марки ПОС-61, как мы выяснили, довольно спорное, но против ГОСТа не попрешь. ПОС-61 применяют для пайки и лужения электронных компонентов и печатных плат точных приборов с высокогерметичными швами, для которых не допускается перегрев.

Состав припоя ПОС-61

Химический состав припоя ПОС-61 следующий:

  • Олово 59 — 61 %;
  • Сурьма — не более 0,1 %;
  • Медь — не более 0,05 %;
  • Висмут — не более 0,02 %;
  • Мышьяк — не более 0,02 %;
  • Железо — не более 0,02 %;
  • Никель — не более 0,02 %;
  • Сера — не более 0,02 %;
  • Цинк — не более 0,002 %;
  • Алюминий — не более 0,002 %;
  • Свинец — все остальное — около 38,7 — 40,7 %.

Температура пайки припоя ПОС-61 составляет 220 градусов Цельсия. Солидус равен 183 градуса. Я даже снял видеоролик о плавлении этого припоя в замедленной съемке на свой Olympus Tough TG-860 с частотой 240 кадров в секунду.

Припой ПОС 61 ГОСТ 21931-76 имеет следующие технические характеристики:

  • Плотность определяет вес припоя ПОС-61 и равна 8,5 г/куб. см.;
  • Удельное электрическое сопротивление равно 0,139 Ом х кв.мм./м;
  • Теплопроводность равна 0,12 ккал/см х с х град;
  • Временное сопротивление разрыву составляет 4,3 кгс/кв.мм.;
  • Относительное удлинение равно 46 %.

Достоинства припоя марки ПОС-61:

  • наилучшее соотношение температуры плавления и прочности;
  • хорошая адгезия к поверхности металлов;
  • универсальный припой ПОС для большинства радиомонтажных работ;
  • доступность и распространенность;
  • низкая стоимость;
  • часто выпускается в виде проволоки, например припой ПОС 61 Т2А.

Недостатки припоя типа ПОС-61:

  • универсальность снижает характеристики в частных случаях, например при пайке цинка;
  • температура плавления подходит не для всех устройств;
  • пары припоя (свинца в нем) вредны для здоровья.

Технические характеристики припоя ПОС-63

Припой ПОС 63 описан в ГОСТе и в отраслевом стандарте OCT 4Г 0.033.200. Под припоем ПОС-63 понимают такой сплав, который состоит на 63 % из олова и на 37 % из свинца.

Читайте также:  Монтаж путевых выключателей и микропереключателей

Это некая модернизация припоя ПОС-61, подогнанная под международный стандарт J-STD 006В. Большинство хороших китайских припоев также имеют маркировку Sn63Pb37.

Это эвтектические сплавы с температурой плавления 183 градуса Цельсия.

Применяется ПОС-63 для пайки и лужения выводов микросхем и корпусированных радиокомпонентов, печатных плат, проводов и кабелей. В общем, из современных припоев — этот самый распространенный. Технические характеристики припоя ПОС 63 примерное такие же, как у ПОС-61. Но точных значений я пока не нашел.

Достоинства припоя ПОС-63:

  • самый распространенный припой ПОС серии;
  • сравнительно низкая температура плавления;
  • совпадение точек солидуса и ликвидуса;
  • низкая стоимость;
  • поставляется в виде проволоки с заполнением флюсом.

Недостатки припоя ПОС-63:

  • часто подделывают, особенно китайцы;
  • содержит свинец, что увеличивает стоимость утилизации электронной техники согласно современных норм безопасности.

Технические характеристики припоя ПОССу-61-0,5

Маркировка припоя ПОССу-61-0,5 обозначает тип сурьмянистого припоя с содержанием олова 61 %, сурьмы до 0,5 % и свинца около 38 %. Такой припой применяется для пайки и лужения печатных плат и оцинкованных радиодеталей при повышенных требованиях по температуре эксплуатации. А вот его температура плавления равна 189 градусов.

Достоинства припоя ПОССу-61-0,5:

  • повышенна адгезия к поверхности металла за счет содержания сурьмы;
  • технические характеристики практически совпадают с ПОС-61.

Недостатки припоя марки ПОССу-61-0,5:

  • трудно найти в продаже;
  • повышенная стоимость.

Технические характеристики припоя ПОС-90

Припой марки ПОС-90 на 90 % состоит из олова и на 10 % из свинца. Еще в нем около 0,1 % сурьмы и 0,05 % меди.

Применяется он в основном для пайки и лужения внутренних швов пищевой посуды и медицинской аппаратуры. Да, 10 % свинца и уже можно пихать в пищевые продукты — удивительно, но все по ГОСТу 1976 года.

Согласно техническим характеристикам температура плавления припоя типа ПОС 90 равна 220 градусов.

Достоинства припоя ПОС-90:

  • низкое содержание свинца;
  • редко подделывают;
  • низкое сопротивление;
  • высокая прочность.

Недостатки припоя марки ПОС-90:

  • высокая стоимость (выше, чем пос-61);
  • низкая пластичность.

Винтажный припой

Что такое винтажный припой хорошо знают любители Hi-End электроники. Чаще всего, это припой, произведенный в 30 — 50-хх годах прошлого века.

Такие припои имеют высокую чистоту компонентов, что положительно сказывается на звуке наивысшего качества.

Чтобы услышать эффект от такого припоя, нужны не только высококачественный источник звука, излучатель звука, но и прекрасный слух. Специалисты отслушивают припой и составляют свои сплавы для лучшей звукопередачи.

Одним из самых крутых для меломанов является американский припой фирмы Kester бородатых годов. Его продают по 10 баксов за метр. И с каждым годом его становится все меньше.

По химическому составу близок к ПОС-90, но не совсем. Припой марки Kester содержит 85,9 % олова, 8,5 % свинца, 3,28 % серебра, 0,34 % меди, 0,79 % натрия, 0,55 % магния и 0,27 % ртути.

Вот уж гремучая смесь.

Те, кто не может достать винтажный припой, выкупают старую электронику послевоенного периода и сплавляют припой оттуда. Так получается очень приличный полуфабрикат.

Существуют также сплав, в которых припой содержит 50 % олова и 50 % свинца. Он так и называется Sn50Pb50.

Надеюсь, что теперь ты понимаешь больше в теории припоев. Например, чем отличается и в чем разница между припоями ПОС 60 и ПОС 61. Сможешь расшифровать состав припоя ПОС 18 и прикинуть его достоинства и недостатки. Легко ранжируешь припои марки ПОС по токсичности, зная их химические составы.

Хороший видеоролик с обзором импортных и отечественных припоев, в том числе ПОС 61.

Материал собрал и подготовил Мастер Пайки. А какой твой любимый припой из оловянно-свинцовой группы?

Источник: https://masterpaiki.ru/vse-pro-pripoy-pos.html

Трубчатые припои ELSOLD – современный взгляд на технологию ручной пайки

17 Ноября 2015

На протяжении многих десятилетий трубчатые припои являются самым распространенным решением для ручной пайки, обеспечивающим одновременную дозированную подачу припоя и флюса к месту пайки.

Несмотря на широкое применение паяльных паст, которые выполняют схожую задачу, трубчатые припои прочно заняли свою нишу и применяются для определенных задач: доработка, ремонт, мелкосерийное производство, производство прототипов.

В России трубчатые припои находят все более широкое применение благодаря технологичности и удобству использования. Специфика и многообразие задач обуславливают повышенные требования к качеству, составу и широте ассортимента.

В данной статье на примере продукции марки Elsold описываются основные типы и характеристики трубчатых припоев, особенности производства и рекомендации по выбору.

Современные тенденции в производстве электроники оказывают определяющее влияние на выбор и использование материалов, в том числе при ручной пайке. Основным материалом, применяемым в процессах ручного монтажа, по-прежнему является трубчатый припой.

Вспомним определение: трубчатый припой — это припой в виде проволоки с флюсом внутри, который позволяет выполнять операцию ручной пайки в соответствии с современными требованиями.

Использование трубчатых припоев способствует повышению производительности ручной пайки и в определяющей степени повторяемости результата.

Многообразие требований и задач привело к тому, что были разработаны и выпускаются сотни видов трубчатого припоя с различными сплавами, диаметрами, составом флюса и его количеством. Введение в 2006 году директивы RoHS об ограничении использования свинца в производстве электроники увеличило число типов трубчатого припоя более чем в два раза.

Современные припои можно разделить по типу сплава на две большие группы: бессвинцовые и свинецсодержащие. Среди бессвинцовых припоев чаще всего используются два типа сплава: олово-серебро-медь (SAC305, SAC105) и олово-медь (SC07, C1).

Помимо законодательных ограничений бессвинцовый сплав выбирается в зависимости от задач и требований к изделию. Основным является вопрос совместимости сплавов и необходимая температура плавления. Большинство свинцовых сплавов совместимы с бессвинцовой технологией и пригодны для пайки бессвинцовых покрытий.

А вот при ремонте бессвинцовых изделий нужно руководствоваться тем сплавом, которым была произведена изначальная пайка.

Свинецсодержащие сплавы — это исторически зарекомендовавшие себя в производстве электроники сплавы олова и свинца, широко применяемые на российских производствах (Sn60Pb40; Sn63Pb37; Sn62Pb36Ag2).

Наряду с общепринятыми рекомендациями по выбору трубчатых припоев следует учитывать и практические аспекты, влияющие на технологию, качество, экономичность.

Современные тенденции к повышению контроля качества и процессов производства, а также новый этап индустриализации, известный как «Индустрия 4.0», также оказывают влияние на решение о выборе продукта.

В совокупности можно составить примерный перечень критериев и требований, предъявляемых к современным трубчатым припоям:

  • устойчивость к образованию коррозии;
  • высокая скорость пайки и смачиваемость;
  • сохранение свойств при повышенных температурах пайки;
  • прозрачные остатки флюса;
  • малое количество остатков на поверхности печатного узла;
  • малая разбрызгиваемость;
  • низкое содержание вредных веществ, приятный запах;
  • малое количество остатков на жале паяльника.

При существующем многообразии трубчатых припоев и предъявляемых к ним требований процесс выбора необходимого продукта может быть затруднительным. Основные параметры, на которые необходимо обращать внимание: сплав, диаметр припоя, тип и количество флюса.

Со сплавом и диаметром припоя определиться достаточно просто. Сплав припоя следует выбирать аналогичный или максимально близкий сплаву, которым производилась основная пайка. Диаметр трубчатого припоя подбирается в соответствии с размерами паяемого вывода и жала паяльника.

Рисунок 1 Термически перегруженные остатки флюса (400 oC, 10 сек.)Рисунок 2. Разбрызгивание флюса

Флюс необходимо выбирать более тщательно как по химическому составу, так и по объему его содержимого в трубчатом припое. Химический состав влияет на качество паяемости, а также на безопасность остатков. От количества флюса в припое (указывается в процентах по весу от общего веса припоя) зависят смачиваемость, глубина протекаемости, количество остатков.

Основная задача флюса в трубчатом припое — улучшать смачиваемость, формировать качественные паяные соединения и обеспечивать отсутствие коррозии в конечном изделии. Также флюсы должны удалять с поверхности спаиваемых материалов налеты, прежде всего оксиды, и снижать поверхностное натяжение.

Флюс должен способствовать передаче тепла к месту пайки и оставлять минимальное количество неактивных остатков.

Основная составляющая флюса — активаторы. В большинстве своем это органические карбоновые кислоты (например, адипиновая кислота) и/или галлоидные соединения алюминия (например, диэтилхлоридалюминия). Существенную роль играют смолы, которые могут присутствовать во флюсе в концентрации до 100 %.

Так, канифоль, натуральный продукт, добываемый из смолы итальянской сосны (Pinus pinea L.), сама действует как активатор и присутствует во флюсах класса ROL0 в чистом виде или в виде спиртового раствора.

Наряду с канифолью используются также ее производные, такие как гидрированная димеризированная и этерифицированная канифоль с улучшенной температурной стабильностью. Под общее понятие канифоли подпадают также различные натуральные виды смол, например, талловая и экстракционная канифоль.

Следует отличать искусственные смолы, которые обладают меньшей активностью в процессе пайки.

Вместе с тем флюсы на основе искусственных или модифицированных смол обладают определенными преимуществами, в первую очередь, широким спектром свойств и большими возможностями оптимизации в части количества остатков флюса, их цвета, разбрызгиваемости и паяемости (Таблица 1). Все виды смол, помимо содействия процессу пайки, обладают еще одним положительным свойством — герметизировать остатки флюса и, таким образом, препятствовать возникновению последующих реакций (например, коррозии).

Таблица 1. Сравнительные характеристики свойств трубчатых припоев с различными классами флюсов

При выборе типа флюса необходимо учитывать назначение и класс производимой продукции, а также наличие или отсутствие процесса отмывки.

При производстве печатных узлов, не требующих в дальнейшем отмывки, предпочтительнее использовать флюсы с умеренной активностью (класс L или M). Сильно активные флюсы (класс H) не рекомендованы к применению. Стандартно при ручной пайке используются флюсы типа RO (1.#.#) RE (1.#.

#) и OR (2.#.#) классов L0 (#.#.3), L (#.#.2), MO (#.#.3). Ограниченно используются RO/REM1 (1.#.2). Другие классы флюсов могут применяться по рекомендации специалистов и после проведения испытаний.

Выбирая трубчатый припой, нужно учитывать его совместимость с другими используемыми при сборке печатных узлов флюсами, чтобы не вызвать химическую несовместимость, которая может привести к непредсказуемым последствиям.

Рисунок 3. Пайка трубчатыми припоями с флюсом на основе канифоли RO (слева) и синтетической смолы RE (справа) 

Флюсы для трубчатых припоев, применяемых в электронной промышленности, состоят в основном из органических соединений. Это преимущественно органические и синтетические смолы с добавлением реактивных соединений — активаторов. Органические соединения обладают высокой чувствительностью к термическим нагрузкам и способны проявлять различные реакции.

Например, при высоких температурах пайки наблюдается потемнение остатков флюса и разбрызгиваемость (рис. 1, 2). Другими типичными реакциями могут быть полимеризация смолы, разложение карбоновых кислот с выделением окиси углерода и других нелетучих соединений.

Галлоидные соединения уже при относительно низких температурах могут выделять галогенводородную кислоту. Хотя это положительно влияет на малое количество остатков галогенидов на месте пайки, но из-за стремительности реакции может приводить к разбрызгиванию флюса.

Учитывая, что скорость химических реакций может вырасти почти в два раза при повышении температуры на 10 оС, становится очевидно, что увеличение температуры на 20-30 оС значительно повлияет на поведение флюса.

Рисунок 4. Сокращение темных остатков флюса на жале паяльника на примере пайки трубчатым припоем с флюсом на органической основе ORL0 (справа), 2 г трубчатого припоя, 380 °С Рисунок 5. Микрошлиф трубчатого припоя с флюсом (0,8 мм, содержание флюса 2,5 %).

Чтобы избежать темных остатков и разбрызгивания, при производстве трубчатых припоев Elsold используются адаптированные композиции флюса. Синтетические смолы и активаторы подбираются с учетом температуры процесса пайки.

Им свойственны светлые остатки, вплоть до бесцветных, а также стабильность при высоких температурах (рис. 3 и 4). Ориентиром для выбора флюса может служить информация о температурах разложения его основы, которая во многих случаях соответствует температуре плавления.

Если эти данные неизвестны, подобрать можно только опытным путем.

Читайте также:  Частотно-регулируемый электропривод насосных установок

Еще одним важным фактором, влияющим на качество пайки трубчатыми припоями, является процесс производства. При производстве трубчатого припоя флюс в жидкой форме добавляется в припой при температуре 120-140 оС (рис. 5). На первом этапе припой представляет собой проволоку диаметром 14 мм с содержанием канала флюса диаметром 2-3 мм.

Если мельчайшие пузырьки газа, содержащиеся во флюсе, не будут удалены в процессе волочения проволоки, то это может привести к пропуску флюса (рис. 6). В тонких трубчатых припоях такие пустоты могут распространяться на несколько метров.

Микропузырьки газа могут также способствовать разбрызгиванию флюса, так как при повышении температуры газы расширяются значительно больше, чем твердые вещества или жидкости.

Рисунок 6. Микрошлиф трубчатого припоя с частичным пропуском флюса

Заключение

Трубчатые припои являются на сегодняшний день самым технологичным решением для ручной пайки, ремонта и доработки печатных узлов и приобретают все большую популярность.

Многообразие задач и широкая номенклатура трубчатых припоев зачастую затрудняют выбор подходящего продукта.

В данной статье, на примере трубчатых припоев Elsold, рассмотрены основные аспекты, которые следует учитывать при выборе подходящего под задачи продукта, а именно:

  • сплав припоя;
  • тип флюса и его содержание в припое;
  • требования к остаткам флюса;
  • качество изготовления припоя;
  • диаметр припоя.

Решение в пользу выбора трубчатого припоя среди нескольких вариантов может основываться и на других факторах, например, запах, скорость пайки, отзывы персонала. В каждом конкретном случае рекомендуется проводить испытания и анализировать применимость трубчатого припоя к конкретной задаче.

Источник: https://ostec-materials.ru/tech_lib/publications_otm/sborka-elektronnykh-moduley/trubchatye-pripoi-elsold-sovremennyy-vzglyad-na-tekhnologiyu-ruchnoy-payki1.php

Припои для пайки. Виды и свойства. Состав и флюсы. Плавление

Для соединения различных металлических деталей между собой часто применяется пайка. Этот вид соединения популярен в различных сферах жизни и производства. Чаще им пользуются радиолюбители и домашние мастера.

Пайка может выручить как при ремонте компьютера, телевизора, радиотехники, так и в промышленности, ремонте холодильников. Пайка хороша в создании герметичности соединения. А некоторые материалы по-другому просто невозможно соединить.

Не все металлы можно соединить сваркой. А чтобы пайка получилась качественной и герметичной, необходимы навыки работы, хорошие инструменты и соответствующие припои для пайки и флюсы.

Составы и виды припоев и флюсов выбирают в соответствии с материалами, из которых изготовлены соединяемые материалы. Например, для алюминия нужен совсем другой флюс, нежели чем для меди. Рассмотрим основные свойства припоев, их применяемость, особенности использования.

Основные свойства

В качестве припоя применяют разные сплавы металлов. Есть сплавы на одном чистом металле, обычно это олово. Металлы, входящие в состав припоя, отличаются между собой разными параметрами.

Смачиваемость

Любые припои для пайки в обязательном порядке должны обладать свойством смачиваемости, иначе соединяемые детали невозможно будет соединить качественной пайкой.

Смачиваемостью называется явление, при котором надежность связи между молекулами твердого вещества с жидкостью больше, чем у жидкости. При наличии хорошей смачиваемости жидкость расходится по поверхности, при этом заполняет все ее полости. Когда припой недостаточно смачивает металл, его не применяют для этого металла. Для пайки меди чистый свинец не используют, он не смачивает медь.

Температура плавления

Несмотря на вид припоя, у любого вида температура плавления не должна быть больше, чем температура спаиваемых деталей. Однако она должна быть больше рабочих температур материалов, чтобы при работе спаянного устройства припой не расплавился.

В этом вопросе есть два порога температуры. Первый – это температура, во время которой только начинается плавление самых легкоплавких составляющих припоя, а второй – это когда весь припой превратился в жидкость. Интервал между этими двумя значениями называется интервалом кристаллизации припоя.

Если соединенное пайкой место будет находиться при температуре кристаллизации, то место пайки может быстро разрушиться, даже от небольшой нагрузки, так как соединение будет иметь повышенное электрическое сопротивление и хрупкость. Во время пайки нужно знать, что пока припой окончательно не затвердел, нельзя прикладывать к нему какие-либо нагрузки.

Свойства припоев

В любом составе припоя не должны содержаться вещества, обладающие токсичными свойствами для человека, выше нормы. Припои для пайки должны иметь свойства термостабильности и электростабильности. При выборе припоя учитывается теплопроводность припоя и его тепловое расширение. Они должны быть на уровне с паяными деталями.

Виды припоев

Все припои для пайки разделяются на твердые и мягкие. Температура плавления твердых припоев составляет более 450 градусов, а мягких – до этого значения.

Припои для пайки: мягкие 

Наиболее популярные из них являются сплавы олова и свинца с различным процентным соотношением. Для придания особых свойств припою, в него могут добавить вспомогательные составляющие. Кадмий и висмут используются для уменьшения температуры плавления. Сурьма повышает прочность пайки.

Припой на олове и свинце имеют малую температуру плавления и низкую прочность. Для ответственных деталей такой припой лучше не применять. Если приходится паять мягким припоем детали, подверженные серьезным нагрузкам, то рекомендуется повысить площадь пайки деталей.

Наиболее популярными припоями мягкого типа стали от ПОС – 18 до ПОС – 90. Цифры в маркировке обозначают процентное содержания олова в припое. Эти марки припоев применяют в производстве приборов, а также электронных устройств.

ПОС-90 служит для пайки деталей, подвергающихся в дальнейшем гальванике. ПОС-61 применяется для пайки точных устройств, особо ответственных деталей из различных материалов.

Им осуществляют пайку латуни, меди, когда нужна прочность соединения и повышенная электропроводность.

ПОС-40 применяется для неответственных деталей, для которых не нужна особая точность. Зону пайки можно нагревать до высокого значения температуры. ПОС-30 хорошо сочетается с латунью и медью, а также стальными сплавами.

Твердые припои для пайки

Среди твердых припоев с большой температурой плавления имеется две группы: сплавы меди и серебра. К медным видам припоев можно отнести припои, созданные на основе цинка и меди, которые хорошо сочетаются для соединений, предназначенных для статической нагрузки. Эти сплавы хрупкие, поэтому их не нужно применять для пайки материалов с ударной или вибрационной нагрузкой.

Другие виды припоя

Имеются и другие виды припоя, которые редко применяются. Они необходимы для пайки редких металлов, либо для особых специальных условий. Есть припои на основе никеля, служащие для деталей, работающих при высоких температурах, либо изготовленных из нержавеющей стали. Золотые припои используют для вакуумных трубок. Имеются также припои магния.

Форма выпуска

Припои выпускают в виде различных форм и упаковок. Чаще припои изготавливают в виде проволоки, фольги, либо порошка или таблеток. Также бывают гранулированные припои, паяльные пасты. Форма припоя выбирается в зависимости от вида зоны пайки.

Пайка алюминия

Алюминиевые детали соединяют с помощью пайки, при этом используют специальные припои. Пайку алюминия используют в промышленности, бытовых условиях.

Вообще, пайку алюминия считают сложной работой. Так получается, когда неправильно выбирают вид припоя. Берут совсем не тот припой, какой нужно, предназначенный для других металлов. Причина трудной пайки заключается в образовании оксидной пленки, которая не позволяет создать хорошую смачиваемость алюминия.

Чтобы запаять алюминиевую деталь, применяется припой, содержащий цинк, серебро, медь, алюминий и кремний. В торговой сети имеется множество припоев с такими составляющими в разных пропорциях. При выборе следует учесть, что наибольшая коррозионная стойкость и прочность соединения достигается припоем с значительным содержанием цинка.

Алюминий можно также спаять и обычным припоем из свинца и олова, но для этого нужна качественная подготовка поверхности, которая включает в себя зачистку металлической щеткой из нержавеющей стали. При пайке нужно использовать активный флюс. Но такой способ редко применяется.

Пайку алюминия производят при высокой температуре. Наиболее применяемые припои для пайки алюминия – это алюминиево-медно-кремниевые составы.

Пайка меди

Медь паять легче всего. С ней сочетаются практически все виды припоев. Применяются как мягкие легкоплавкие припои, так и твердые виды, а также сплавы олова, свинца, серебра, цинка и т. д.

Для ремонта компьютера или телевизора подходят любые мягкие припои. Для пайки труб, водопровода, холодильника применяют твердые припои. Соблюдая эти простые правила можно получить хороший результат.

Пайка нержавейки

Для соединения пайкой деталей, изготовленных из нержавеющей стали, специалисты рекомендуют применять припой, состоящий из свинца и олова. Неплохой результат получается с припоем, содержащим кадмий. Можно использовать мягкие припои на основе цинка.

Их нельзя применять совместно с низколегированными сталями, а также углеродистыми сплавами. Наиболее оптимальный вариант припоя для нержавеющей стали – это припой из чистого олова, тем более, если пайка будет соприкасаться с пищевыми продуктами.

При проведении пайки в сухом месте или в печи, используют марганец с серебром, чистую медь или припои на никеле и хроме. Во время пайки в условиях коррозии, применяют тиноли на основе серебра с частью никеля.

Пайка стали

Эффективным припоем для соединения деталей из стали является ПОС-41. Другие припои для пайки также можно применять, но они не совсем подходят для этих целей. Припой на основе цинка плохо сочетается со сталью, особенно низколегированных и углеродистых сплавов.

Как самому приготовить припой

Для приготовления припоя своими руками составляющие части (обычно это свинец и олово) взвешивают на весах. Эту смесь плавят в тигле на газовой горелке. Расплавленный состав перемешивают металлическим стержнем.

Далее, небольшой пластинкой из стали снимают шлак с поверхности расплавленного припоя, затем аккуратно разливают его в формочки, сделанные из жести, либо гипса.

Плавку осуществляют в проветриваемом помещении, с соблюдением мер безопасности, то есть, надевают очки, фартук, перчатки.

Виды флюсов

Ни одна пайка не обходится без флюса, так же как без припоя. Это химическое вещество, растворяющее и поглощающее окислы. Флюс осуществляет защиту металла от окисления и способствует смачиванию соединяемых деталей.

Для процесса пайки припоем на основе олова и свинца используют флюс на основе соляной кислоты, либо хлористого цинка. Флюсом может служить также хлористый аммоний или бура. Эти флюсы являются активными. Пассивные флюсы состоят из канифоли, масла, вазелина и других подобных веществ.

Например, с мягкими видами припоев можно применять раствор соляной кислоты. Со сталью, медью и латунью используют хлористый цинк. Жирные вещества способен растворять нашатырный спирт. Для пайки алюминиевых сплавов в качестве флюса применяют смесь из тунгового масла, хлористого цинка, канифоли. Имеет свое применение и фосфорная кислота.

Похожие темы:

Источник: https://electrosam.ru/glavnaja/slabotochnye-seti/pripoi-dlia-paiki/

Ссылка на основную публикацию