Что такое припой для пайки
Перейти к содержимому

Что такое припой для пайки

  • автор:

Припои: особенности и разновидности

Припой является важным компонентом пайки. Это расходный материал, который соединяет между собой ножки радиодеталей и контакты дорожек на плате, скрепляет две металлические детали либо же заполняет прорехи в металле при реставрации эмалированной посуды. Соединение происходит благодаря затвердеванию припоя, который наносится между соединяемыми поверхностями в расплавленном виде — поэтому температура его плавления должна быть меньшей, чем температура плавления скрепляемых деталей.

В качестве припоя используются металлы или сплавы металлов, к которым могут добавляться примеси других металлов с целью изменения свойств. Например, температуры плавления, прочности, смачиваемости. Разумеется, процентное соотношение металлов также варьируется. Поэтому ассортимент припоя огромен.

Универсальных припоев не существует, ведь он должен иметь характеристики, соответствующие соединяемым деталям, а также отвечать требованиям эксплуатации.

Основными свойствами припоя считаются смачиваемость и температура плавления. От первого параметра зависит то, насколько хорошо жидкий припой будет растекаться по поверхности и заполнять все полости. Второй параметр влияет на температуру нагрева жала или потока горячего воздуха, а также на соединяемые элементы. Из-за этого припой должен иметь меньшую температуру плавления, чем спаиваемые детали, иначе они оплавятся и контакт ухудшится.

Температуру плавления припоя разделяют на два порога: нижний и верхний. Нижний порог температуры обозначает начало плавления легкоплавких компонентов припоя. Верхний порог указывает температуру, при которой весь припой переходит в жидкое состояние. Интервал между этими состояниями называют интервалом кристаллизации припоя. При нанесении припоя с температурой кристаллизации место пайки будет хрупким, а соединение может быстро разрушиться. Также следует знать, что до окончательного затвердевания припоя паянное соединение нельзя подвергать нагрузкам.

К другим физико-механическим свойствам припоев относят удельное электрическое сопротивление, сопротивление разрыву, плотность, теплопроводность, твёрдость.

Разновидности припоев

Существует большое разнообразие припоев. Оно определяется температурой плавления, наличием свинца, количеством компонентов, а также формой выпуска. Кроме того, припои отличаются составом.

Температура полного расплавления у каждого припоя своя, однако по данному параметру припои классифицируются на два типа: мягкие и твёрдые. К мягким (или легкоплавким) относят припои, температура плавления которых составляет не более 300°С. К твёрдым (или тугоплавким) — припои с температурой плавления от 300°-450°С. При этом эти две группы припоев отличаются свойствами. Так, предел прочности мягких припоев находится в пределах 16-100 МПа, тогда как у твёрдых он составляет 100-500 МПа.

В зависимости от наличия свинца припои делятся на свинцовые и бессвинцовые. Это вызвано тем, что свинец является токсическим веществом. Поэтому в последнее время они стали замещаться бессвинцовыми сплавами, которые менее опасны для человека.

Такой параметр, как количество компонентов редко встречается в классификации, поскольку большинство современных припоев состоят из двух или трёх металлов, но в качестве припоя может использоваться и одно олово. Хотя, из-за его дороговизны, одно олово, как правило, не применяется в роли припоя.

Форма выпуска припоев тоже может быть разной. Она отличается в зависимости от типа припоя. Так, мягкие или легкоплавкие изготавливают в виде проволоки разного диаметра (от 0,25 мм до 3 мм), намотанной на катушку или упакованной спиралью в колбе. Изредка могут поставляться в виде прутков. Существуют мягкие припои в виде шариков для поверхностного монтажа BGA компонентов с помощью бесконтактной пайки. Твёрдые или тугоплавкие припои также делают в виде катушек с намотанной проволокой. Некоторые разновидности твёрдых припоев производят в виде зёрен, полос или прутков.

Ещё одним параметром можно считать состав. Причём это касается не только основных компонентов, ведь в состав припоя в небольших количествах (десятые, сотые или даже тысячные части процентов — 0,002% или 0,1%) входят примеси. Например, в оловянно-свинцовых припоях могут присутствовать сурьма, висмут, мышьяк, железо, никель, цинк и другие химические вещества. Кроме этого, в состав припоя может входить флюс или канифоль (используется для очистки поверхностей от окислов и улучшения растекаемости припоя). Припои с флюсом в своём названии могут иметь приставку «flux» или букву «Ф» (если марка припоя указывается по советскому стандарту).

Легкоплавкие (мягкие) припои

Наиболее распространёнными припоями являются легкоплавкие, или мягкие. Как понятно из названия, они плавятся при относительно небольших температурах. К ним относят припои, верхний порог плавления которых составляет 300°С или 400°С (хотя некоторые виды легкоплавких припоев могут плавиться при температурах 180°-280°С, при этом бывают и низкотемпературные составы, которые расплавляются при температурах 60°-95°С). Такие припои удобны в работе, поскольку с ними можно работать паяльником. При этом, у мягких припоев есть недостаток — меньшая прочность (в сравнении с твёрдыми припоями). Из-за этих особенностей данный вид припоя применяется промышленностью для пайки изделий, деталей и устройств, которые в процессе эксплуатации не будут подвергаться воздействию высоких температур и большим механическим нагрузкам. Кроме того, такие припои распространены среди радиолюбителей — как при ремонте радиоэлектроники, так и при создании новых приборов.

Чаще всего такие припои являются сплавами олова и свинца в разных пропорциях (олово 40%, свинец 60%; олово 50%, свинец 50%; олово 60%, свинец 40%; олово 61%, свинец 39%; олово 63%, свинец 37%). Обозначаются маркой «ПОС» (припой оловянно-свинцовый).

Также существуют трёхкомпонентные оловянно-свинцовые припои. В их состав добавляют висмут или сурьму (олово 25%, свинец 25%, висмут 50% (сплав Розе); олово 33.4%, свинец 33.3%, висмут 33.3%; олово 40%, свинец 58%, сурьма 2%). Легкоплавкие припои с добавлением висмута обозначаются аббревиатурой «ПОСВ». Припои с добавлением сурьмы маркируются «ПОССу».

Впрочем, из-за токсичности свинца, начали выпускать бессвинцовые припои. И даже больше — в Европе и США в 2006 году была принята директива RoHS, запрещающая использование припоев с содержанием свинца при производстве электроники. Однако в сравнении с обычными, оловянно-свинцовыми припоями, бессвинцовые составы требуют соблюдения особенных технологических мер. Зато такие припои можно использовать для пайки медных труб в системах питьевого водоснабжения.

Основным компонентом таких припоев является олово (до 96-98% содержания), к которому добавляют медь, серебро, висмут, индий, цинк. Бессвинцовые припои бывают двух-, трёх- и даже четырёхкомпонентными. Наиболее распространёнными являются припои с следующим составом: олово 97%, медь 3%; олово 96,5%, серебро 3%, медь 0,5%; олово 95,5%, серебро 3,8%, медь 0,7%; олово 96,5%, серебро 3,5%; олово 98%, серебро 2%. По сравнению с оловянно-медными припоями лучшими качествами, как по смачиваемости, так и по прочности, обладают серебросодержащие.

Тугоплавкие (твёрдые) припои

Тугоплавкие, или твёрдые, припои являются паяльными расходными материалами, которые характеризуются высокой температурой плавления — от 450°С. Помимо высокотемпературной пайки, а соответственно, и необходимости использования особенного паяльного оборудования, такие припои отличаются от мягких повышенной прочностью. Пайка твёрдыми припоями применяется для соединения стальных и медных труб, радиаторов и кузовов в автомобилях (как альтернатива сварке), для пайки самоваров, ювелирных изделий.

Для пайки тугоплавкими припоями не подойдут паяльники для контактной пайки, ведь температура плавления таких припоев может достигать 1000°С, поэтому для такой пайки используют газовые горелки, индукторы и печи.

В качестве твёрдого припоя может использоваться технически чистая медь. Однако чаще встречаются припои из сплава меди с другими металлами — оловом, цинком, серебром. При этом большинство дополнительных компонентов снижают температуру плавления.

К высокотемпературным припоям относят медно-цинковые (ПМЦ), медно-фосфорные (ПМФ), медно-серебряные и серебряные (ПСР): медь 40-45%, цинк 53-58%, примеси до 2%; медь 45-49%, цинк 49-53%, примеси до 2%; серебро 10%, медь 52-54%, цинк 38%; серебро 45%, медь 20-30%, цинк 25-35%; серебро 25%, медь 39-41%, цинк 34-36%; серебро 70%, медь 25-26%, цинк 4-5%.

Из разнообразия твёрдоплавких припоев можно выделить серебрянные. Они способны спаять разные маталлы — медь, серебро, сталь.

Какой припой выбрать?

При выборе припоя следует руководствоваться такими критериями, как способ пайки, прочность, температурная стойкость спаиваемых деталей и температура плавления припоя. Так, для пайки тонких обмоточных проводов (диаметром 0,05-0,08 мм) или спиральных пружин в контрольно-измерительных приборах можно воспользоваться припоем ПОС-61 (Sn61Pb39). Такой состав обладает отличной электропроводностью и повышенной механической прочностью. Для пайки плавких предохранителей подойдёт припой ПОСВ-33. При пониженных требованиях к прочности шва и в случае повышенного нагрева можно паять припоями ПОС-18, ПОС-30, ПОС-40.

Припои – виды, особенности состав, применение

В строительно-монтажных работах соединение двух и более различных элементов (пайка) – частая процедура. Ее качество, прочность, долговечность и надежность напрямую зависит от умения правильно выбирать припой и флюс. Виды припоев бывают разные, каждый из них имеет свои особенности, свойства, технические характеристики, плюсы и минусы.

Пайка, по определению – это крепкое соединение двух твердосплавных металлов с помощью припоя. Где второй должен хорошо расплавлять основу (основной металл), равномерно по нему растекаться, смазывая поверхность.

Припой – сплав или отдельный металл, который, расплавляясь надежно соединяет детали друг с другом.

Температура плавления последнего всегда ниже чем у основ.

Что добавляют в состав припоя

Виды припоев для пайки очень разные Структура их может состоять из:

  • Олова. Это мягкий тип металла (температура расплава равна +232 0 C). Растворимо в серной и соляной кислотах, к органическим – не восприимчиво. Не окисляется, при очень низких температурах меняет оттенок (становится серым).
  • Свинца. Используется очень часто за счет хорошей плавкости. Чистый (как металл), имеет мягкую структуру, легко поддается обработке. Окислению поддается лишь верхний слой. Восприимчив (растворим) в кислотах с органикой, азотом и щелочах.
  • Кадмия. Часто используется в производстве легкоплавких припоев. В небольших дозах может совмещаться с оловом, свинцом и висмутом. В оригинале (в чистом виде) токсичен. Используется в основном в пайке антикоррозийных металлов.
  • Висмута. Один из самых мягких материалов, используемых в припоях. Хорошо растворяется в кислоте с содержанием азота и слегка подогретой соляной.
  • Цинка. Очень хрупкий материал, синевато-серого оттенка. Очень легко поддается окислению в открытом воздухе. Используется в пайке радиодеталей для аппаратуры, работающей в высокой влажности. Причина – покрытие места пайки слоем окисла, который создает защиту месту соединение элементов.
  • Меди. Температура плавления у этой субстанции самая высокая (превышает показатель 1000 0 C). Не восприимчива к влиянию воздуха, зато может окислиться, если на нее попадет влага. Используется в тугоплавкой разновидности припоев.

Материал для припоев

Флюс и припой – субстанции совершенно разные по предназначению. Задача первого – улучшить качество пайки, защищать ее от окисления. Роль второй – заполнить стыки и щели двух, соединенных деталей. В виду этого технология их использования так различна.

Для чего и как используется

Использование припоя

Пайка – процедура, часто используемая в ремонте домашней бытовой техники, радиоэлектроники. Она позволяет создавать герметичное соединение двух элементов, проводов. Эта операция незаменима, если любым другим способом это произвести не представляется возможным.

Вид припоев и флюсов подбирается в строгом соответствии их с материалами, из которых произведены детали, которые нужно спаять между собой. Например, сплав для пайки алюминия совсем не подходит для меди. Для этого для каждой разновидности существует определенная маркировка.

Хоть припои разновидности имеют и разные, но работа с ними производится одинаково:

  1. Сначала как следует нужно подготовить поверхности.
  2. Очистить от жировых пятен, пыли.
  3. Паяльником расплавить проволоку припоя.
  4. Расплавленной массой заполнить стыки деталей.

Паяльное соединение не всегда и не везде может быть использовано. Вместо него, особенно на крупных объектах, используются газовые грелки. И в работах где нужны припои для групповой пайки.

Виды припоев по предназначению

Весь ассортимент этой группы делится на несколько категорий:

  • Легкоплавкие припои. Используются в работах по ремонту и производству радиодеталей, аппаратуры, лужении дорожек. Сплавы состоят из висмута, олова, свинца, цинка.
  • Припои с флюсом. Субстанция в составе которой уже имеется флюс. Имеет вид проволоки. При плавке флюс выделяясь, образует защитный слой.
  • Тугоплавкие припои. Имеют промышленное назначение. Нужны для соединения очень твердых материалов. Содержат в себе: магний, серебро, медь, другие тугоплавкие субстанции. Основные виды работ – соединение латунных, чугунных, бронзовых и других поверхностей, деталей.

Внешний вид припоя проволока в мотке, прутики, бывают припои в шариках для BGA.

Виды припоев для пайки

Пайка будет лучшей и надежной, если температура плавления флюса будет невысокой.

Вот почему так важен правильный выбор. От него зависит качество пайки и ее прочность. А также внешний вид шва, его ровность и аккуратность.

Что такое припой ПОС и с чем его едят?

Припой ПОС представляет собой сплав олова со свинцом. В некоторых марках припоя присутствуют добавки, такие как сурьма или медь. Сочетание/пропорции олова и свинца определяют его марку.

Припои для пайки и температура плавления

  • Припой ПОС-30 – это сплав, в котором 30 % олова, а остаток – свинец
  • Припой ПОС-40 – это сплав, в котором 40 % олова, остальное – свинец
  • Припой ПОС-61 – это сплав с 60 % олова и 40 % свинца

И так далее. Существует несколько десятков видов припоев ПОС, выпускаемых в соответствии с ГОСТ 21931-76 и ГОСТ 21930-76.

Есть его конечно не следует, свинец – металл небезопасный. А вот применение припоев ПОС достаточно широкое. Это и электромонтажные работы, автомобильное производство, железнодорожное строительство, производство различных электрических устройств и изделий. Например трансформаторов или предохранителей.

Для каждого применения существуют рекомендации по выбору марки припоя. ТД «Скала» является производителем припоев уже свыше десяти лет и может предложить вам большое количество марок припоев ПОС.

Виды, формы и марки припоя ПОС

Помимо различий в химическом составе, определяемым по цифре после аббревиатуры ПОС, припой различается по форме выпуска. Такой как :

  • Припой ПОС в чушках
  • Припой ПОС в проволоке
  • Припой ПОС в трубке с канифолью (флюсом)
  • Припой ПОС в прутке

В случае, если припой выпускается в виде трубки с канифолью, то в марке будет присутствовать буква «Т» с указанием диаметра трубки.

Диаметр пропоев

Припой Припой Т 2,0 ПОС 61 – это припой ПОС в виде трубки с флюсом диаметром 2 мм. Поставляется в бухте или катушке

Возможна другая маркировка. Например Припой ПОС-61-Т1 А это также припой ПОС-61, но в виде трубки диаметром 1 мм

Если вы встретили маркировку Припой ПОС-61 (проволока d-3 мм), то это припой ПОС-61 произведенный в виде проволоки диаметром 3 мм, без канифоли, поставляется в виде бухты.

Маркировка Припой ПОС-30 или Припой ПОС-30 ⌀8 означает одно и тоже. Это припой ПОС-30, поставляемый в виде прутка диаметром 8 мм.

Припой «А», для чего он нужен

Припой «А» — это оловянно-цинковый сплав, с обязательными легирующими добавками меди и алюминия. Применяется для облуживания алюминиевой оболочки кабеля перед нанесением припоя ПОС. Предварительная обработка поверхности кабеля припоем «А» резко увеличивает электрическую и механическую прочность паянного контакта. Однако нанесение припоя «А» требует большого внимания и навыка. Припой «А» является достаточно тугоплавким припоем и есть риск перегрева оболочки кабеля при неудачных попытках натереть ее припоем «А». Очень важно применять для этого качественную газовую горелку с регулировкой остроты пламени.

Применение припоя пос-30 в кабельных муфтах

Припой ПОС-30 является важной составляющей кабельных муфт. Совместно с Припоем «А» он обеспечивает надежный электрический контакт проводника заземления с оболочкой кабеля. И конечно, для качественного паянного соединения в кабельных муфтах применяется паяльный жир. В силу особой зоны ответственности существуют требования к Припою ПОС-30 и «А» высокого качества. По требованию потребителя мы поставляем припой ПОС и «А», нормированный по весу. Разбег весов от 40 г до 200 г в одном изделии.

ТД «Скала» поставляет припой для производства кабельных муфт уже больше десятилетия и может предложить продукцию высокого качества и европейского уровня.

Что такое припой и как он используется при пайке

Припой — сплав металлов и вспомогательных элементов, который используется для пайки выводов микросхем и деталей в радиоэлектронике, проводников в электротехнике, различных металлических изделий: фитингов труб и прочее. Для каждого направления разработан свой состав, обладающий набором наиболее подходящих технических характеристик. Как работает припой и как его выбрать — в этой статье.

Принцип работы припоя

Задача этого состава для пайки — скрепить металлические элементы, проводники или создать герметичную поверхность, закрывающую, например, отверстие в металле. Принцип действия основан на низкой температуре плавления. При нагревании до 180 и более градусов состав становится пластичным и даже текучим. Спаиваемые металлические элементы при этом остаются жесткими, так как начинают плавиться при более высоких температурах. Например, сталь становится пластичной при 1300 °C. Наиболее эффективными легкоплавкими металлами оказались олово и свинец. Они сравнительно дешевы, обладают хорошими антикоррозийными свойствами. Но главное — легко плавятся при температуре чуть выше 200 °C. Перед пайкой место проведения работ обрабатывается флюсом. Он позволяет удалить оксидную пленку и улучшает адгезию сплава олова и свинца со спаиваемыми деталями. Состав разогревается и наносится на место спайки. А после охлаждения затвердевает. Припой обладает высокой токопроводностью. Удельное сопротивление олова сравнимо с аналогичным показателем железа — 0,114 Ом×мм2/м. Это позволяет рекомендовать его для пропайки контактов печатных плат, радиодеталей и микросхем. Сплав устойчив к коррозии. Он защищает от коррозийных процессов место спайки проводников. Контакт между ними сохраняется долгое время даже при сложных условиях эксплуатации платы: повышенная влажность, отрицательные температуры. При спайке фитингов труб, в том числе медных, припой выполняет две функции:

  • обеспечивает прочность соединения;
  • позволяет сделать шов герметичным.

Какой припой лучше использовать для пайки

Выбор вида припоя зависит от рода работ и спаиваемых металлов. Для большинства задач подходит состав ПОС. Его маркировка содержит две группы букв и цифр.

  • Первая, ПОС, означает припой из олова и свинца. Также есть другие обозначения: ПОСу — олово и сурьма, ПОССу — то же плюс свинец.
  • Цифра в конце маркировки означает процент содержания олова. Чем больше, тем выше доля металла в сплаве.

Важный показатель выбора припоя для пайки — температура плавления. Эта характеристика связана с твердостью состава. Поэтому выделяют два вида составов:

  • Мягкий. К этой группе относят припой для пайки, имеющий температуру плавления до 300 °C. Еще одна характеристика — выдерживаемое усилие на разрыв. Для мягких составов она не превышает 100 МПа.
  • Твердый. К этому классу относятся сплавы с температурой плавления свыше 300 °C. Они прочнее мягких. Выдерживают на разрыв более 100 МПа. Особо прочные составы — до 500 МПа.

Большинство разновидностей ПОС имеют температуру плавления от 183 до 280 °С. На этот параметр влияет прежде всего содержание олова. Чем выше число в маркировке, тем ниже температура плавления. Например, для ПОС-15 она составляет примерно 280 °C, а для ПОС61 — 183 °C. Для чистого свинца, для сравнения, температура плавления может достигать 387 °С, а для олова — примерно на 150 градусов ниже — 231 °C.

Российские стандарты для ПОС и их применения приведены в следующей таблице.

Для применения в электротехнике используются припои, содержащие около 40% свинца. Например, радиолюбители чаще выбирают марку ПОС-60. Его температура плавления невысока, что позволяет снизить риск для капризных к перегреву электронных компонентов при пайке.

А вот для лужения и заделывания дыр в посуде, наоборот, применяют ПОС-90, в котором свинца всего 10%. Этот металл токсичен, его контакт с пищевыми продуктами нежелателен.

Иностранные производители маркируют свои составы несколько иначе, но принцип указания процента олова и свинца сохраняется. Например, Sn60Pb40. Маркировка означает, что в сплаве в долях 60 к 40 участвуют два металла: легкоплавкое олово и более устойчивый к нагреванию свинец.

Также в состав добавляют серебро, обозначается Ag. Такой сплав можно использовать для пайки посеребренных проводников. Есть составы с медью, обозначение — Cu. В обоих случаях процент содержания не превышает 2% по массе.

Пример таблицы для припоя иностранного производства.

Имеют ли иностранные составы для пайки преимущество перед отечественными? Они стоят дороже. Качество зависит от производителя и завода.

При регулярных работах большого объёма имеет значение стоимость состава. В этом смысле более рентабельными оказываются те, которые содержат около 60% олова и 40% свинца, отечественных заводов.

Специальные припои и пасты для пайки фитингов труб

Для пайки фитингов используются припои с содержанием серебра. Это особенно важно при монтаже трубопроводов для подачи питьевой воды. Универсальные составы предназначены для работы с медью, латунью и бронзой.

Разогреваются они с помощью газовых горелок. Температура плавления у мягких составов — 230-250 C°. У специальных твердых может достигать 710 °C и выше. Такие используются для пайки трубопроводов, в том числе собранных без фитингов, по которым движется разогретый теплоноситель. Твердый припой также применяется в гидравлических системах, эксплуатируемых при высоких температурах и повышенных механических нагрузках.

Эффективная пайка фитингов труб достигается использованием твердых и мягких припоев с флюсами и пастами от одного производителя. Широкая линейка есть у бренда ROTHENBERGER, товары которого представлены в каталоге интернет-магазине Тул Импэкс.

При работе с мягким припоем Ротенбергер 1S используется паста РОСОЛ 1S. А с твердым составом номер 3 — паста ROSOL 3.

В ассортименте компании есть специализированные твердые составы для капиллярно-щелевой пайки труб. Например, Ролот S 2.

Варианты поставки припоя

Чаще всего припой поставляется в виде проволоки или достаточно толстых жгутов из металла. Сплав мягкий. Это позволяет отрезать нужный по размеру кусок.

Для профессиональной и регулярной работы выгоднее катушки с намотанной на них проволокой из олова и свинца, для труб — с добавлением серебра. Стоимость в расчете на грамм веса дешевле, запаса хватит надолго, хранение компактно. На катушке намотано до 1 кг и более проволоки.

Популярно исполнение припоя в виде тонкой проволоки с флюсом в сердцевине. По массе — около 2,3%. Это позволяет обработать спаиваемые проводники до начала пайки. Не нужно иметь отдельную емкость с флюсом, что удобно.

В Москве купить припой для пайки можно в интернет-магазине Тул Импэкс. Менеджеры помогут выбрать нужный состав, подберут флюс, другие материалы.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *