Из чего делают припой – Припои. Какой выбрать для пайки?

alexxlab | 02.04.2020 | 0 | Разное

Содержание

Припои. Какой выбрать для пайки?

Какие бывают припои, и какие у них свойства?

В начале своей радиолюбительской деятельности многие начинающие радиолюбители редко задаются вопросом о том, какие бывают припои и каковы их свойства.

Для сборки простейших самодельных устройств достаточно самого распространённого ПОС-61 или ему подобного. Как говориться: “Было бы, чем паять…”

Припой можно даже не покупать. Достаточно взять старую печатную плату от какого-нибудь электронного прибора и собрать его разогретым жалом паяльника с паяных контактов.

Особенно такой метод “добычи” актуален для тех, кто живёт вдали от городов и крупных населённых пунктов, где нет возможности побывать в магазине радиотоваров.

Припой, собранный с печатных плат

Но всё же, припой припою рознь. В своей практике человек, имеющий дело с электроникой, должен разбираться в вопросе его выбора. Поэтому рассмотрим подробно, какие бывают припои, для чего они применяются, какой из них лучше использовать для монтажа электронных схем и ремонта бытовой радиоаппаратуры.

Какие бывают припои?

Припои делят на мягкие (легкоплавкие) и твёрдые. Для монтажа радиоаппаратуры применяются как раз легкоплавкие, т.е. такие, температура плавления которых лежит в пределах до 300 – 450⁰C. Мягкие припои по своей прочности уступают твёрдым, но для сборки электронных приборов применяются именно они.

Припой представляет собой сплав металлов. Для легкоплавких припоев это, как правило, сплав олова и свинца. Именно эти металлы составляют большую часть в сплаве. Также в нём могут присутствовать и легирующие металлы, но их количество в составе невелико. Примеси других металлов вводят в сплав для получения определённых характеристик (температуры плавления, пластичности, прочности, устойчивости к коррозии).

Наибольшее распространение получил припой марки ПОС (Припой Оловянно-Свинцовый). Далее за кратким обозначением его марки следует число, которое показывает процентное содержание в нём олова. Так в ПОС-40 содержится 40% олова, а в ПОС-60, соответственно, 60%.

Бывает, что в пользование попадает припой неизвестной марки. Приблизительно оценить его состав можно по косвенным признакам:

Припои оловянно-свинцовой группы имеют температуру плавления 183 – 265⁰C.
Если припой имеет яркий металлический блеск, то в нём достаточно большое содержание олова (ПОС-61, ПОС-90).
И, наоборот, если он тёмно-серого цвета, а поверхность матовая, то это указывает на большое содержание свинца. Именно свинец придаёт поверхности своеобразный сероватый оттенок.
Припои, в которых много свинца очень пластичны.
Так, например, пруток припоя диаметром 8 мм. с большим содержанием свинца (ПОС-30, ПОС-40) легко гнётся руками. Олово, в отличие от свинца, придаёт сплаву прочность и жёсткость. Если олова в сплаве много, то легко погнуть такой пруток уже не получится.

ПОС-40 (пруток)

Рассмотрим, в каких целях используются припои оловянно-свинцовой группы (ПОС).

ПОС-90 (Sn 90%, Pb 10%). Применяется при ремонте пищевой посуды и медицинского оборудования. Как видим, в нём небольшое содержание свинца (10%), который достаточно токсичен и его применение в вещах, соприкасающихся с пищей и водой недопустимо.
ПОС-40 (Sn 40%, Pb 60%). В основном служит для пайки электроаппаратуры и деталей из оцинкованного железа, применяется для ремонта радиаторов, латунных и медных трубопроводов.
ПОС-30 (Sn 30%, Pb 70%). Его применяют в кабельной промышленности, а также используют для лужения и пайки листового цинка.
И, наконец, ПОС-61 (Sn 61%, Pb 39%). Тоже, что и ПОС-60. Думаю, между ними особой разницы нет.

ПОС-61 используется для лужения и пайки печатных плат радиоаппаратуры. Именно он в основном служит материалом для сборки электроники. Температура его плавления начинается со 183

0C, а полное расплавление достигается при температуре в 190⁰C.

Производить пайку таким припоем можно с помощью обычного паяльного инструмента не боясь перегрева радиоэлементов, поскольку полное его расплавление достигается уже при 190⁰C.

ПОС-30,ПОС-40,ПОС-90 полностью расплавляются при температурах в 220 – 265⁰C. Для многих радиоэлектронных компонентов такая температура является предкритической. Поэтому для сборки самодельных электронных устройств лучше использовать ПОС-61.

Зарубежным аналогом ПОС-61 можно вполне считать припой Sn63Pb37 (олова 63%, свинца 37%). Он также применяется для пайки радиоаппаратуры и для изготовления самодельной электроники. Радиолюбители выбирают именно его, как альтернативу отечественному ПОС-61.

Как правило, любой припой продаётся в катушках или тюбиках по 10 ~ 100 грамм. На упаковке указывается состав сплава, например, так: Alloy 60/40 (“Сплав 60/40” – он же ПОС-60). Имеет форму проволоки разного диаметра (от 0,25 до 3мм).

Также не редкость, что в его состав входит флюс (FLUX), которым заполнена сердцевина проволоки. Содержание флюса указывается в процентах (обычно от 1 до 3,5%). Такой форм-фактор очень удобен. При работе нет необходимости отдельно подавать флюс к месту пайки.

Одной из разновидностей припоев ПОС является припой марки ПОССу. Да, если произнести вслух, то звучит не очень то презентабельно . Но, несмотря на это, оловянно-свинцовый припой c сурьмой (именно так расшифровывается сокращённое обозначение) применяется в автомобилестроении, в холодильном оборудовании, для пайки обмоток электрических машин, элементов электроаппаратуры, моточных деталей и кабельных изделий. Хорошо подходит для пайки оцинкованных деталей. В таком сплаве кроме свинца и олова присутствует от 0,5% до 2% сурьмы.

Припой	Начальная t⁰ плавления (Солидус)	Полное расплавление (Ликвидус), t⁰
ПОССу-61-0,5	183	189
ПОССу-40-2	185	229
ПОССу-40-0,5	183	235
ПОССу-30-2	185	250
ПОССу-30-0,5	183	255

Как видим из таблицы, припой ПОССу-61-0,5 наиболее подходит для замены ПОС-61, так как имеет температуру полного расплавления – 189⁰C.

Стоит отметить, что существует и полностью бессвинцовый оловянно-сурьмянистый припой ПОСу 95-5 (Sn 95%, Sb 5%). Температура его плавления 234 – 240

0С.

Низкотемпературные припои.

Среди припоев существуют и такие, которые предназначены специально для пайки компонентов очень чувствительных к перегреву. Самым “высокотемпературным” среди низкотемпературных является ПОСК-50-18. Он имеет температуру плавления 142–145⁰C. В своём составе ПОСК-50-18 имеет 50% олова и 18% кадмия. Остальные 32% приходится на свинец. Наличие в сплаве кадмия усиливает устойчивость к коррозии, но и придаёт ему токсичность.

Далее по убыванию температуры плавления идёт сплав РОЗЕ (Sn 25%, Pb 25%, Bi 50%). Маркируется как ПОСВ-50. Температура его плавления ниже температуры кипения воды и составляет 90 – 94⁰C. Он предназначен для пайки меди и латуни. В составе сплава РОЗЕ олово занимает 25%, свинец – 25%, висмут – 50%. Процентное соотношение металлов в сплаве может немного отличаться. Обычно указывается в графе “Состав” на упаковке.

Этот сплав очень популярен у радиомехаников и вообще у всех электронщиков. Применяют его для демонтажа/монтажа чувствительных к перегреву элементов. Кроме всего прочего, данный сплав идеально подходит для лужения медных дорожек только что изготовленной печатной платы.

Находит применение в плавких защитных предохранителях, которые можно обнаружить в любой радиоаппаратуре.

Ещё более низкотемпературным является сплав ВУДА (Sn 10%, Pb 40%, Bi 40%, Cd 10%). Его температура плавления 65 – 72⁰C. Так как в сплаве ВУДА присутствует кадмий (10%), то он токсичен, в отличие от сплава РОЗЕ.

Стоит отметить, что сплавы РОЗЕ и ВУДА достаточно дороги.

Паяльная паста.

В конце и без того длинного повествования хотелось бы немного рассказать о паяльной пасте. Используется она в основном для пайки поверхностно монтируемых компонентов (SMD’шек) и безвыводных микросхем в корпусах BGA.

На вид представляет собой серого цвета кашицу и состоит из о-о-очень мелких шариков сплава

Sn62Pb36Ag2 (состав: 62% олова, 36% свинца и 2% серебра), а также безотмывочного флюса. На упаковке указывается, что флюс безотмывочный двумя буквами в названии – NC (No Clean – без очистки). Флюс, в котором содержаться шарики припоя на воздухе высыхает, поэтому пасту хранят в закрытой упаковке.

Паяльная паста Solder Plus

Применяется паяльная паста при сложном ремонте мобильных телефонов для пайки микросхем в корпусе BGA. Для её использования требуется дополнительное оборудование для ремонта сотовых телефонов, например, специальные трафареты. Стоимость такой пасты довольно высока. Да и не удивительно, ведь в её составе есть серебро.

В настоящее время в производстве электроники стали массово применяться бессвинцовые припои.

Главная &raquo Радиоэлектроника для начинающих &raquo Текущая страница

акже Вам будет интересно узнать:

go-radio.ru

Припой для пайки: виды, марки, характеристики

Процесс ремонта электроники, произведение работ в радиотехнике происходит с помощью паяльника. Качественная работа служит основанием для долговечного соединения деталей. Работа происходит паяльником, надежное соединения производится не только качественным инструментом, но и флюсом, припоем. Основной припоя является сплав металлов легкосплавного типа, которые расплавляется по достижению определенной температуры. Наиболее подходящим вариантом считается олово в чистом виде, однако материал очень дорогой.

Припой для пайки

Какие бывают припои

Существует большое количество материалов для пайки, основное разделение происходит на мягкие и твердые. Монтаж радиоаппаратуры происходит при помощи легкоплавкого, его температура плавления колеблется от 300 до 450 °C. По прочности мягкие виды припоев не уступают при пайке другим, используются при сборке практически всех электронных изделий.

Процесс пайки основывается на сплаве олова и свинца определенным стандартом, количеством.

Некоторые тугоплавкие припои имеют легирующие стали, что по позволяет реализовать некоторые параметры при соединении. Примеси используются для достижения определенных характеристик, антикоррозийных свойств, уровней прочности. Припой для пайки используется в большинстве случаев марки ПОС, что означает оловянно – свинцовые припои. Число указывает на процентное содержание составом олова.

Оловяно-свинцовый припой

Если происходит ситуация, когда припои и флюсы применяемые при пайке неизвестного происхождения, отличить можно по следующим физиологическим свойствам:

Температура плавления свинцово – оловянных припоев варьируется в пределах от 183 до 265 °C.
Яркий металлический отблеск выдает высокое содержание олова, предположительно марка ПОС-61 и выше.
Большое содержание свинца выдается тусклым серым оттенком, матовой поверхностью.
Большое количество свинца повышает пластичность проволоки, изделие диаметром 6 мм можно легко согнуть руками, а более качественное не гнаться.

Различные виды припоя производятся изготовителями при некоторых факторах. Большинством современных материалов пайки применяется допуск флюса от 1 до 3%, что значительно улучшает условия работы. Нет необходимости подносить жало паяльного инструмента к флюсу каждый раз, если он содержится сердцевиной припоя. Разновидностью свинцово – оловянных изделия является припой марки ПОССу. Обозначение предполагает добавление сурьмы, применяется в различных производствах, подходит к применению с оловянными деталями.

Припой Sn63Pb37

Наиболее распространенным при спайке и лужении медных, бронзовых деталей, через которые проходит течение тока, является припой третник. Температура плавления данной разновидности составляет 190 °C, получается герметичный шов. Зарубежным аналогом считается Sn63Pb37, где соответствующее названию содержание олова к свинцу.

Низкотемпературные припои

Легкоплавкие припои имеют температуру перехода к жидкому состоянию до 450 °C. Применяются радиотехническими соединениями, при спайке проводов, других работах. Основные составляющие таких изделий пайки имеют сплавы олова, свинца, кадмия или висмута. В процессе обезжиривания, лужения технических плат имеют место сплавы Вуда или Розе. Такие вещества переходят в жидкое состояние уже на отметке 70 °C.

Низкотемпературный припой

Металлы имеют различную температуру плавления, важно ознакомиться с составом припоя перед покупкой.

Олово представляет собой легкоплавкий металл, который растворяется серной или соляной кислотой. Плавится металл на отметке 232 °C, воздействие стандартных комнатных температур не влияет на него, однако при отметке -50 °С разрушается составная кристаллическая решетка.
Свинец является популярным ввиду своей легкоплавкости, хорошо поддается обработке. Окисляется только поверхность, на которую происходит воздействие окружающего воздуха.
Кадмий используется в антикоррозийных целях при пайке изделием из олова и свинца. Сам материал токсичен, плавится при отметке 321 °С.
Висмут добавляется в состав ввиду растворимости серной кислотой, азотной средой.

Наиболее удобная форма выпуска для пайки радиодеталей – проволока диаметром 2-2,5 см. Составом современных изделий является канифоль, которая выступает ролью флюса.

Марки мягких припоев для пайки паяльником

Мягкие припои применяются совместно с электрическим паяльником и флюсом. Входящее в состав олово является экологически чистым продуктом, может применяться к соединению элементов пищевой промышленности. Наиболее распространенным является изделие пайки третник, получивший свое название из-за содержания трети свинца составом. Мягкие припои подразделяются на разновидности в соответствии с назначением, температурой плавки.

Припой ПОСВ-33

Низкоплавкие припои используются для пайки чувствительных к перегреву деталей, таких как предохранители, транзисторы. В состав входят свинец, олово, висмут и кадмий, последний материал токсичен, применяется не во всех сферах деятельности. Плавление изделий Вуда начинается с самой низшей температуры – 69 °C.

Отечественные марки продуктов имеют маркировку ПОС, с добавлением некоторых веществ наименование изменяется. К примеру, ПОСВ – 33 имеет равные части свинца, олова и меди, применяется к латунным, медным деталям, требующим герметичного шва.

Основные технические характеристики мягких припоев для пайки
электрическим паяльником

Технические характеристики материалов, применяемых к пайке, разделяются на некоторые параметры:

проводимость или удельное электрическое сопротивление составляет 0,1 ом на метр. Припой оловянно – свинцового типа проводит электрический ток на порядок хуже, чем алюминий или медь;
прочность при растяжении измеряется кг/мм, низкотемпературные припои не включают в себя данный параметр, т.к. не рассчитаны на нагрузку. Параметр зависит от количества олова, чем его больше, тем выше число. К примеру, припой марки ПОС – 61 имеет прочность 4,3 кг на мм, а ПОС – 90 4,9 кг/мм.
температура плавления зависит от назначения, составных частей.

Флюс для пайки паяльником

Вспомогательное вещество, которое способствует растеканию материалов пайки по поверхности спаиваемых деталей — флюс. Качественное соединение создают припои и флюсы, без одной из составляющих пайка невозможна. Распространенным видом флюса является канифоль, производимая из твердых пород хвойных деревьев. Размягчение происходит при 50 °С, а при достижении температуры 250 °C, процесс переходит в кипение состава.

Флюс для пайки алюминия

За счет гидролизами, предусмотренной при изготовлении канифоли, материал не устойчив к воздействию атмосферной среды. После пайки необходимо удалить остатки флюса, т.к. соединение может подвергаться процессу окисления. Впитывая влагу из атмосферы, канифоль может нарушить работу радиотехнических составляющих.

Паяльные пасты тиноль для пайки

Из предлагаемых веществ имеются паяльные пасты, которые выпускаются с флюсом смешанным видом. Применяется при монтаже бескорпусных элементов, труднодоступных местах. Нанесение происходит специальной лопаткой, затем прогрев электрическим инструментом. Результатом можно наблюдать надежное, качественное соединение, активно используется начинающими мастерами при отсутствии подобающего опыта.

Паста тиноль

Возможно приготовить сплав для пайки своими руками, для этого понадобится припой, требуемый элементом. Напильником со средней зернистостью измельчается олово для пайки в виде проволоки до состояния металлической крошки. К составу прибавляется флюс, выбранный из вышеперечисленных в жидким состоянии, после этого элементы смешиваются. Изготавливать состав требуется в небольшой емкости, срок хранения ограничен 6 месяцами, после этого происходит окисление металла кислотной средой.

Использование сплавов оловянно свинцовой группы

Процесс пайки представляет собой соединение нескольких металлизированных частей между собой. Температура воздействия при этом не превышает критический порог, при котором происходит разрушение деталей или плат. Основными задачами использования изделий пайки, является обеспечение максимально ровной температурной вязкости, при которой происходит равномерное растекание по поверхности.

Олово для пайки применяется достаточно часто, материал служит составляющей наибольшего количества припоев. В чистом виде металл очень дорог, применяется для спайки важных изделий, элементов. Разделяются по категориям с применением свинца и без него.

Свинцовые припои

Различные материалы для пайки применяются с использованием свинца. Материал отличается легкоплавкостью, мягок и легко поддается обработке. Легко растворяется в щелочной среде, кислотных примесях.

Свинцовый припой

Наиболее популярными в использовании считаются изделия с маркировкой ПОС. Процентное содержание элементов позволяет работать с разными средами и материалами. Отличаются температурными показателями и другими параметрами, которые важны для надежного соединения. К свинцовым соединениям добавляются цинк, висмут или сурьма, которые обеспечивают защиту от окисления и других разрушающих факторов.

Как выбрать припой

Основной задачей перед мастером стоит создание качественного, надежного крепления, которое прослужит продолжительное время. Выбор припоя происходит по следующим параметрам:

Материалы, которые подвергаются обработке. Необходимо точно ознакомиться с характеристиками материалов, подвергаемых спайке. Существует температурный порог плавления хрупких элементов, транзисторов, конденсаторов и т.д. Радиолюбителями применяются легкоплавкие вещества.
Состав припоя подбирается по параметрам толщины, назначения изделия. При спайке проводов, других крупных элементов, возможно применение тугоплавких элементов.
Некоторые случаи требуют выбора оптимальной токопроводности. Сопротивление олова меньше, чем свинца, на высокочастотных платах используется более дорогие марки припоя.

В любой ситуации, необходимо щепетильно относиться к соответствию параметров пайки и изделия. Для спайки используются качественные изделия, цена на них не высока, а выбор на рынке огромен.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

stankiexpert.ru

Припои и их разновидности

Припой состоит большей частью из олова с добавлением различных материалов. В структуру припоя могут входить следующие компоненты:

Олово (Sn) – представляет собой мягкий металл с температурой плавления + 231,9 С градусов. Олово растворяется в соляной и серной кислоте. Большая часть органических кислот на него не действуют. При воздействии комнатных температур олово не подвергается окислению, однако при ее снижении ниже +18 С и особенно ниже -50 С происходит разрушение кристаллической решетки металла, в результате чего олово приобретает серый оттенок.

Свинец (Pb) – очень популярный металл в изготовлении припоя за счет легкоплавкости. В чистом виде металл очень мягкий, легко обрабатываемый. У свинца окисляется только верхняя часть, контактируемая с воздухом. Металл легко растворяется в щелочи и кислотах, содержащих азот и органику.

Кадмий (Cd) – применяется для изготовления легкоплавких припоев в малых дозах совместно с оловом, висмутом или свинцом. В чистом виде – токсичен, температура его плавления + 321 С. Зачастую кадмий применяется в антикоррозийных целях.

Висмут (Bi) – один из самых легкоплавких металлов при использовании его в составе припоя с температурой плавления + 271 С. Висмут хорошо растворим в азотной кислоте, а так же в подогретом растворе серной кислоты.

Сурьма (Sb) – тугоплавкий металл с температурой плавления + 630,5 С. Не подвержен воздействию воздуха. Не окисляется. В припое дает эффект глянца. Металл токсичен.

Цинк (Zn) – хрупкий металл синевато-серого цвета с температурой плавления + 419 С. Быстро окисляется на воздухе. Используется в припоях аппаратуры, работающей во влажных условиях, за счет того, что покрывает под воздействием влаги пленкой окиси, защищающей места пайки. Цинк легко растворим в кислотах. Цинк вместе с медью применяется для твердых припоев, а так же кислотных флюсов.

Медь (Cu) – металл с самой высокой температурой плавления в изготовлении припоя + 1083 С. Не поддается воздействию воздуха, однако верхним слоем окисляется при попадании влаги. Медь применяется в тугоплавких припоях.

Припои разделяют на легкоплавкие и тугоплавкие.

Легкоплавкие припои нашли широкое применение при конструировании радиоаппаратуры и пайке радиоэлектронных компонентов, а так же при лужении дорожек радиомонтажных плат. Температура плавления легкоплавких припоев не выше + 450 С. В основу таких припоев обычно входит олово, свинец, кадмий, висмут или цинк. В радиоэлектронике большое применение получили припои с температурой плавления до + 145 С градусов. В процессе лужения обезжиренных и очищенных плат применяется сплав Розе или сплав Вуда. Температура плавления этих сплавов 70 – 95 градусов, поэтому они равномерно залуживают плату, опущенную в кипящую воду. В отечественной промышленности список легкоплавких материалов большей частью составляют припои оловянно-свинцовые или ПОС. В случае добавления в припой кадмия или висмута к окончанию добавляются буквы К или В. Цифра в окончании маркировки соответствует процентному содержанию олова в припое по отношению к свинцу (большей частью) и сурьме (в мелких количествах). Чем меньше цифра, тем припой более тугоплавкий но и более прочный. Буква Ф означает, что в состав припоя включен флюс. В последнее время из-за европейских экологических стандартов в фирменной аппаратуре применяется в основном бессвинцовый припой с относительно высокой для радиокомпонентов температурой плавления + 220 градусов. Ниже приведен список распространенных отечественных припоев:

ПОС-18 – состоит из олова (17 – 18%), сурьмы (2 – 2,5%) и свинца (79 – 81%). Применяется при низких требованиях прочности пайки, в основном для лужения металлов. Температура плавления +183 +270 градусов (начало плавления / растекаемость).

ПОС-30 – состоит из олова (29 – 30 %), сурьмы (1,5 – 2%), свинца (68 – 70%). Лужения и пайка меди, стали и их сплавов. Температура плавления +183 +250 градусов.

ПОС-50 – олово 49 – 50%, сурьма 0,8%, свинец 49 – 50%. Применяется для качественного спаивания различных металлов, в том числе и в радиоэлектронике. Плавление +183 +230 градуса.

ПОС-90 – олово 89 – 90%, сурьма 0,15%, свинец 10 – 11%. Высокопрочный припой с температурой плавки +18 + 222 градуса, применяемый в лужении деталей с последующим золочением и серебрением. Не применяется в установках с повышенной рабочей температурой.

Припои ПОС-40 и ПОС-60 в радиоэлектронике наиболее популярны. Для спаивания латуни или пластин для экранирования стоит применять ПОС-30. При поверхностном лужении дорожек на платах лучше всего использовать припои с содержанием кадмия или висмута ПОСК-50 или ПОСВ-33. Припои с флюсами и без их содержания для монтажа радиодеталей выпускаются в виде проволоки с толщиной 1 мм для пайки SMD элементов до 3 мм. для радиокомпонентов в обыкновенном корпусе. Для пайки металлов из стали или пайки крупных площадей, припои идут без флюса в трубках диаметром 5 мм. В импортной промышленности так же выпускают свинцово-оловянные шарики диаметром от 0,2 до 0,8 мм., предназначенные для пайки BGA чипов.

Тугоплавкие припои большей частью используются в промышленной пайке твердых металлов. Их температура плавления от + 450 до + 800 С. В состав таких припоев входят медь, серебро, никель или магний. Отличительной особенностью этих припоев является их прочность. Из-за высокой температуры плавления тугоплавкие припои в бытовых условиях для радиомонтажных работ не используются. Большей частью они используются для спаивания латуни, стали, меди, бронзы, чугуна и других металлов с высокой температурой плавления. Припои марки ПМЦ (припой медно-цинковый) применяется для спаивания латуни с содержанием меди (ПМЦ-42), бронзы и меди (ПМЦ-52). Данный припой выпускается в виде слитков определенных форм.

ПМЦ-42 – состоит из меди (40 – 45%), цинка (52 – 57%). Также в его состав входят сурьма, свинец, олово и железо. Его температура плавления + 830 градусов.

ПМЦ-53 – медь 49 – 53%, цинк 44 – 49%. Температура плавления +870 градусов.

В производстве припоев особое место занимают, пожалуй, самые дорогие тугоплавкие припои, основу которых составляет медь с добавлением серебра. Маркируются они как ПСР. Припои с серебром обладают высокой прочностью. Место пайки гибко и легко обрабатываемо. Температура таких припоев от +720 до +830 градусов. Высокотемпературные припои ПСР-10 и 12 используют для спаивания сплавов латуни и меди, ПСР-25 и 45 необходимы для работы с медью, бронзой и латунью. ПСР-70 – припой с максимальным содержанием серебра применяют в пайке высокочастотных элементов: волноводов, защитных контуров и т.д.

Существуют припои, применяемые для пайки алюминия на основе олова, цинка и кадмия. Главная проблема пайки алюминия заключается в его быстром окислении на воздухе, поэтому алюминий паяют в масле с использованием ультразвуковых паяльников.

Флюсы

От правильно выбранного флюса довольно сильно зависит качество пайки, ровность шва и его аккуратность. Флюс при нагреве должен образовывать тонкую растекающуюся пленку на поверхности припоя, которая усиливает сцепление припоя с металлом. Чем меньше температура плавления флюса, тем качество пайки лучше. Так же температура его плавления должна быть ниже температурных режимов плавки припоя. Промышленность сегодня изготовляет флюсы двух типов.

– Химически активные флюсы, в состав которых входит, как правило, кислотосодержащие реагенты (ортофосфорная и соляная кислоты, хлористый цинк, хлористый аммоний). Данные флюсы прекрасно справляются с жирными налетами и окислами, однако, недостаточная промывка места пайки со временем приводит к «выеданию» металла и его коррозии, где остался кислотосодержащий флюс. На практике кислотосодержащие флюсы стараются в быту использовать как можно реже, особенно в радиоэлектронике, поскольку они ведут к разрушению текстолита, к тому же, при попадании на кожу человека такие флюсы вызывают ожоги, а их пары при вдыхании человеком особо токсичны. К наиболее популярным активным флюсам относится паяльная кислота, ортофосфорная кислота, хлористый цинк, бура, нашатырь, представляющий собой хлористый аммоний.

– Химически пассивные флюсы помогают удалить жировые отложения, а так же в меньшей степени удаляют окислы. Примером может быть канифоль, стеарин, воск. Сами по себе это органические вещества, не вызывающие коррозии, которые служат не только важной сост авляющей при пайке радиокомпонентов, но и выполняют защитную функцию от окисления. Новомодной тенденцией стало использование флюсов ЛТИ, для пайки легкоплавкими припоями. С их помощью можно осуществлять пайку оцинкованных контактов, свинец, очищенное железо, нержавеющую сталь и т.д. В их состав входит спирт, канифоль, малая доза кислоты, триэтаноламин. Для подобной пайки применяют ЛТИ флюс совместно с паяльной пастой. Единственный их минус заключается том, что под действием температуры в месте спайки остаются темные пятна. Пары флюса вредны для человека. Исключение только составляет флюс ЛТИ-120, который не содержит нежелательных компонентов: солянокислотного анилина и метафенилениамина.

Наименования флюсов и их применение

Канифоль сосновая – самый простой, дешевый и доступный вид флюса с низким током утечки. Относится к классу химически пассивных флюсов. На рынке она доступна в свободной продаже из-за популярности. Применяется практически широком спектре радиомотажных работ. Умеренно растворяется в спирте с добавлением глицерина, благодаря чему стали популярны среди радиолюбителей спирто-канифольные флюсы.

Ортофосфорная и паяльная кислота – опасные химически активные флюсы. Применяется при паке сильно окисленных металлов, низколегированных сталей, никеля, а так же их сплавов. После пайки обязательным условием является очистка места спаивания 5% раствором соды, чтобы погасить кислотную активность и выедание металла. Паяльная кислота особо эффективна при температуре 270 – 330 градусов.

Паяльная кислота ПЭТ – оптимальная температура процесса пайки с ее применением 150 – 320 градусов. Применяется при спаивании углеродистых сталей, латуни, меди, никеля.

Паяльный жир – существует в двух видах: активный и нейтральный. Применяется для окисленных деталей, состоящих из черного или цветного металла. Активный паяльный жир в радиоконструировании не применяется. Нейтральный паяльный жир не содержит активных компонентов, поэтомуможет использоваться для пайки радиодеталей.

БУРА – необходима при высокотемпературной пайке высокоулеродитсых металлов: чугуна, меди, стали и т.д.

ТАГС – флюс на глицериновой основе для радиомонтажа. Из-за остаточного сопротивления нуждается в отмывке спиртом.

Флюсы ЗИЛ – хорошо подходят спаивания стали, латуни, меди легкоплавкими припоями на основе висмута.

Ф-38Н ПЭТ – сильно химически активный флюс. Применяется для пайки быстро окисляемых на воздухе металлов при температуре выше 300 градусов. Им паяют нихром, манганин, бронзу. Обязательное применение при его использовании средств индивидуальной защиты. Промывка щелочью так же обязательна

Активные флюсы ФИМ – пайка окисленного серебра, платины. Требует отмывки водном раствором с содержанием соды. В составе флюса фосфорная кислота.

ФКДТ и ФКТ ПЭТ – популярный неактивный флюс широкого применения для лужения проводов и медных контактов в РЭА.

ФТС – бесканифольный пассивный флюс без дыма. Предназначен для пайки радиодеталей.

Паяльная паста «Тиноль» – специальный химический флюс для пайки SMD радиодеталей термофеном паяльной станции.

Флюс-гель ТТ – флюс с индикатором химической активности красноватого оттенка для широкого спектра пайки. При воздействии температурой обесцвечивается, указывая на отсутствие активных компонентов. Не требует отмывки.

СТ-61 – паяльная паста пассивная. А – температура плавления +200 градусов, В – для компьютерных и мобильных радио запчастей, С – канифоль.

Импортные флюсы

IF 8001 Interflux – один из лучших флюсов для бессвинцовой пайки SMD компонентов, в том числе и работы с BGA чипами. Довольно дорогой. Не требует смывания.

IF 8300 BGA Interflux (30cc) – для пайки корпусов BGA. Представляет собой гель. Без вредного галогена.

IF 9007 Interflux BGA – паяльная безотмывочная паста для пайки свинцовым припоем. После работы оставляет едва заметный слой флюса с высоким удельным сопротивлением.

FMKANC32-005 – крем слабоактивированный безотмывочный. Показывает хорошие результаты при пайке BGA чипов и работе с инфракрасными паяльными станциями.

Классификация импортных флюсов

Нередко в маркировке импортных флюсов можно встретить маркировочные символы. Рассмотрим ниже их обозначение.

«R» – канифоль, которая идет либо в чистом виде, либо в виде раствора (спирто-канифоль). Химически пассивный флюс, поэтому перед применением требует ручной зачистки поверхности спаиваемых компонентов от окислов. После окончания работ требует отмывки спиртом или ацетоном.

«RMA» – флюс на основе канифоли с небольшим добавлением активаторов (органических кислот и их соединениями). При термической обработке кислотосодержащие активаторы испаряются. Для их применения необходима вытяжка. Оптимальная пайка достигается с использованием горячего воздуха.

«RA» – активированная канифоль. По заверению производителей из-за низкой активности кислот не оказывает коррозийных процессов на место пайки, поэтому не требует отмывки. Мы бы все таки рекомендовали после работы с ним использовать слабый раствор щелочи или спирт для отмывки, если речь не идет о BGA пайке!

«SRA» – кислотные флюсы активного действия для пайки нержавеющей стали, никеля. В электронике практически не используются из-за разрушающего действия кислот. После пайки таким флюсом изделие нуждается в тщательной отмывке спиртом или ацетоном.

Так же нередко к импортным флюсам к названию добавляют надпись «no clean», которая означает, что данный флюс не требует смывки. Такие флюсы нередко применяют при пайке радиокомпонентов, где очистка после пайки деталей затруднена физически. Например, при пайке BGA микросхем.

Какие существуют паяльники. В каких случаях их применяют [Советы начинающему радиолюбителю, Радиоприемники и их ремонт, Самоучитель игры на паяльнике]

Пая́льник — ручной инструмент, применяемый при луженииипайкедля нагрева деталей,флюса, расплавленияприпояи внесения его в место контакта спаиваемых деталей. Рабочая часть паяльника, обычно называемая жалом, нагревается пламенем (например, отпаяльной лампы) илиэлектрическим током.

Мощность электрического паяльника для монтажа электронных и радиотехнических устройств обычно составляет 30 — 40 Вт. Однако при монтаже полупроводниковой аппаратуры такой паяльник может оказаться чрезмерно мощным, вызовет недопустимый перегрев транзисторов, поэтому целесообразно обзавестись также маломощным паяльником мощностью примерно 15 Вт. Полезно также иметь в комплекте низковольтный маломощный паяльник, питаемый от сети через понижающий разделительный трансформатор с заземленной вторичной обмоткой. Такой паяльник не только уменьшает опасность перегрева полупроводникового прибора или .печатной платы, но и безопасен в смысле попадания на корпус его напряжения сети. Если же окажется необходимым при .монтаже припаять, допустим, провод к металлическому шасси или к другой массивной металлической поверхности, то для ее прогрева мощности в 30 — -40 Вт может оказаться недостаточно. В этих случаях приходится использовать более мощные паяльники (до 60 Вт и более). Таким образом, в наборе полезно иметь несколько паяльников разной мощности, однако на первый случай можно ограничиться одним — мощностью 30 — 40 Вт.

Паяльники с периодическим нагревом

Молотковые и торцевые паяльники представляют собой массивный рабочий наконечник, закрепленный на относительно длинной металлической рукоятке, длина которой обеспечивает безопасность в обращении с инструментом. Для выполнения нестандартных работ паяльники подобного типа снабжаются фасонными наконечниками. Нагрев этих паяльников осуществляется внешними источниками тепла. Это наиболее старый вид паяльников (известны с античности).

Дуговой паяльник — нагрев паяльника осуществляется электрической дугой, периодически возбуждаемой между угольнымэлектродом, помещенным внутри паяльника и наконечником. Дуговой паяльник массой 1 кг нагревается до температуры 500 °C при напряжении 24 В в течение 3 мин, потребляемая мощность 1,5—2,0 кВт.

Паяльники с постоянным нагревом

Электропаяльники имеют встроенный электронагревательный элемент, работающий от электросети, от понижающего трансформатора либо от аккумуляторов.

Газовые — паяльники со встроенной газовой горелкой (горючий газ подаётся из встроенного баллончика со сжиженным газом, или, реже, газ подаётся по шлангу от внешнего источника).

Паяльники, работающие на жидком топливе — схожи с газовыми, но нагрев осуществляется пламенем сгорающего жидкого топлива.

Термовоздушные — в них нагрев деталей, расплавление припоя происходит путем обдува их струёй горячего воздуха. В этом он напоминает промышленный фен, но, в отличие от него, используется тонкая струя воздуха.

Инфракрасные — нагревание осуществляется источником инфракрасного излучения.

Области применения

Электропаяльники малой мощности (5—40 Вт) обычно используются для пайки электронных компонентовпри помощи легкоплавкихоловянно-свинцовыхприпоев; это основной инструмент электромонтажника и электромеханика.

Мощные электропаяльники (100 и более Вт) используются для пайки и лужения массивных деталей.

Термостабилизация жала позволяет использовать паяльники большой (50—100 Вти более) мощности и при пайке электронных компонентов без риска их перегрева — это полезно при работе с многослойными печатными платами, а также при демонтаже многовыводных ИС.

Паяльники для монтажа и ремонта электронных устройств часто изготовляются на низкие рабочие напряжения, от 12 до 36 В. Питают такой паяльник через понижающий трансформатор. Пониженное напряжение значительно снижает вероятность повреждения полупроводниковых электронных компонентов ёмкостными наводками, амплитуда которых на жале обычного паяльника на 220 В достигает десятков, а то и 100—150 вольт, даже при отличной изоляции нагревателя.

Для максимальной защиты от статического электричества и электромагнитных наводок жало паяльника заземляют, уравнивая потенциалы жала, рабочей поверхности, монтируемой конструкции и оператора (для заземления тела человека используется заземляющий браслет).

Следует предостеречь против распространенной ошибки — питания паяльника при работе с электронными устройствами от тиристорного регулятора напряжения — (диммера). Выходное напряжение такого регулятора имеет несинусоидальную форму с крутыми фронтами в моменты открытия тиристора, и следовательно, имеет большой уровень высокочастотных гармоник. Это ведёт к появлению импульсов напряжения большой амплитуды на жале (ёмкостная наводка через ёмкость нагреватель — жало), способных вывести из строя многие полупроводниковые приборы и микросхемы, особенно это относится к приборам с изолированным затвором.

Также возрастает вероятность пробоя изоляции между нагревательным элементом паяльника и жалом, особенно если она слюдяная.

Как пользоваться мультиметром [Как пользоваться мультиметром] Методы поиска неисправностей [Справочное пособие по ремонту электрических и электронных систем]

studfiles.net

Основные материалы, применяемые для пайки

Пайка алюминия припоями П200 и П250. Коррозийная стойкость паяльных швов, выполненных этими припоями, несколько ниже, чем выполненных оловяно-свинцовыми припоями.
Флюс представляет собой смесь олеиновой кислоты йодида лития. Йодид лития (2-3г) помещают в пробирку или колбу и добавляют 20 мл (около 20г) олеиновой кислоты. В состав флюса может входить от 5 до 17% йодида лития. Смесь слегка прогревают, опустив пробирку в горячую воду, и перемешивают до полного растворения соли. Готовый флюс сливают в чистую стеклянную посуду и охлаждают. Если используется водная соль лития, то при её растворении на дно пробирки опускается слой водной смеси, а флюс всплывает и его осторожно сливают.
Перед пайкой жало хорошо прогретого паяльника (температура жала должна быть около 270 – 350 ?C) зачищают и лудят припоем, пользуясь чистой канифолью. Соединяемые поверхности деталей смачивают флюсом, лудят и паяют. После охлаждения остатки флюса удаляют тампоном из ткани, смоченным в спирте, ацетоне или бензине, и покрывают шов защитным лаком.
Флюс в процессе пайки не выделяет токсичных и обладающих резким запахом веществ. С ткани и кожи рук он легко смывается водой с мылом.

Пайка нихрома (нихром с нихромом, нихром с медью и её сплавами, нихром со сталью) может быть осуществлена припоем ПОС 61, ПОС 50 (хуже – ПОС 40) с применением флюса следующего состава в граммах:
Вазелин – 100, хлористый цинк в порошке – 7, глицерин – 5.
Флюс приготовляют в фарфоровой ступке, в которую кладут вазелин, а затем добавляют, хорошо перемешивая до получения однородной массы, последовательно хлористый цинк т глицерин.
Соединяемые поверхности тщательно зачищают шлифовальной шкуркой и протирают ваткой, смоченной в 10%-ном спиртовом растворе хлористой меди, наносят флюс, лудят и только после этого паяют.

Пайка сталей с гальваническим покрытием цинком или кадмием возможна оловяно-свинцовами припоями паяльником с применением флюса хлористого цинка. Пайка с канифольными флюсами не даёт качественного соединения.

Паяльная паста.
При пайке в домашних условиях припой обычно набирают и наносят паяльником. Контролировать количество расплавленного припоя, переносимое паяльником, крайне затруднительно: оно зависит от температуры плавления припоя, температуры и чистоты жала и от других факторов. Не исключено при этом попадание капель расплавленного припоя на проводники, корпуса элементов, изоляцию, что приводит иногда к нежелательным последствиям. Приходится работать крайне осторожно и аккуратно, и всё же бывает трудно добиться хорошего качества пайки.
Облегчить пайку и улучшить её можно с помощью паяльной пасты. Для приготовления пасты измельчают припой напильником с крупной насечкой (мелкая забивается припоем) и смешивают опилки со спирто-канифольным флюсом. Количество припоя в пасте подбирают опытным путём. Если паста получилась слишком густой, в неё добавляют спирт. Хранить пасту нужно в плотно закрывающейся посуде. На место пайки пасту наносят нужными дозами металлической лопаточкой.
Применение паяльной пасты, кроме того, позволяет избежать перегрева малогабаритных деталей и полупроводниковых приборов.

“Паяльная лента”
незаменима при сращивании проводников, трубок, стержней, когда нет возможности воспользоваться электрическим паяльником.
Чтобы изготовить “паяльную ленту”, необходимо сначала приготовить пасту из опилок припоя, канифоли и вазелина. Пасту наносят тонким ровным слоем на миткалевую ленту.
Место пайки обматывают в один слой “паяльной лентой”, смачивают бензином или керосином и поджигают. Предварительно соединяемые поверхности желательно залудить.

Лужение проводов в эмалевой изоляции.
При зачистке выводных концов обмоточного провода ЛЭШО, ПЭЛШО, ПЭЛ и ПЭВ при помощи наждачной бумаги или лезвия нередки надрезы и обрывы тонких жил провода. Зачистка путём обжига также не всегда даёт удовлетворительные результаты из-за возможного оплавления проводов малого сечения. Кроме того, в месте обжига провод теряет прочность и легко обрывается.
Для зачистки проводов малого сечения в эмалевой изоляции можно использовать полихлорвиниловую трубку. Отрезок трубки кладут на дощечку и, прижимая провод к трубке плоскостью жала хорошо разогретого паяльника, лёгким усилием 2 – 3 раза протягивают провод. При этом одновременно происходит разрушение эмалевого покрытия и лужение провода. Применение канифоли при этом необязательно. Вместо полихлорвиниловой трубки можно воспользоваться обрезками монтажного провода или кабеля в плихлорвиниловой изоляции.
Провод в эмалевой изоляции любого диаметра можно лудить с помощью аспирино-канифольной пасты. Аспирин и канифоль нужно растолочь в порошок и смешать (в массовом соотношении 2:1). Полученную смесь развести этиловым спиртом до пастообразного состояния. Конец провода погружают в пасту и жалом горячего паяльника с небольшим усилием проводят по проводу или перемещают провод под жалом. При этом эмаль разрушается и провод лудится. Для удаления остатков ацетилсалециловой кислоты (аспирина) провод ещё раз лудят, используя чистую канифоль.

Вместо припоя – клей.
Часто приходится припаивать провод к детали из металла, трудно поддающегося пайке: нержавеющей стали, хрома, никеля, сплавов алюминия и др.
Деталь в месте присоединения провода тщательно очищают от грязи и оксидов и обезжиривают. Луженый конец провода обмакивают в клей БФ-2 и жалом нагретого паяльника прижимают к месту соединения в течении 5 – 6 секунд. После остывания на место контакта наносят 1 – 2 капли эпоксидного клея и сушат до полного затвердевания.

Сварка вместо пайки.
Электросварка значительно сокращает время, затрачиваемое на монтажные работы, даёт соединения, выдерживающие высокотемпературный нагрев, не требует припоев, флюсов, предварительного лужения, позволяет соединять проводники из металлов и сплавов, трудно поддающихся пайке, например провода электронагревательных приборов.
Для сварки необходимо иметь источник постоянного или переменного тока напряжением 6 – 30 вольт, обеспечивающий ток не менее 1 ампер. Электродом для сварки служит графитовый стержень от использованных батарей КБС или других, заточенный под угол 30 – 40?. В качестве держателя электрода можно использовать щуп от ампервольтметра с наконечником “крокодил”.
В местах будущей сварки предварительно зачищенные проводники скручивают жгутом и соединяют с одним из полюсов источника тока, разогревают место, подлежащее сварке. Расплавленный металл образует соединение каплевидной формы. По мере выгорания графита в процессе работы электрод следует затачивать. С приобретением навыков сварка получается чистой, без окалины.
Работать необходимо в светозащитных очках.

Как паять алюминий.
Покрываете место пайки тонким слоем канифоли и сразу же натираете таблеткой анальгина. Далее облуживаете поверхность припоем ПОС-50, прижимая к ней с небольшим усилием жало сильно нагретого паяльника. Ацетоном смываете остатки флюса. Снова осторожно прогреваете поверхность и смываете флюс. Теперь можете начать пайку обычным образом.

Чтобы жало паяльника не подгорало.
Чтобы защитить стержень от обгорания, его нужно обмазать тонким слоем смеси силикатного клея и сухой минеральной краски (окись железа, цинка и магния). Перед включением паяльника покрытие нужно хорошо просушить, иначе клей вспенится и покрытие будет осыпаться.

Как зачистить проводники печатной платы.
Кроме уже известных способов зачистки проводников печатной платы перед пайкой или лужением, хорошо себя зарекомендовал способ, описанный ниже. На ватный тампон наносят несколько капель технической соляной кислоты и протирают им поверхность фольги. Кислота хорошо удаляет слой окиси меди, практически не затрагивая металл. После этого плату надо промыть под проточной водой, сначала в горячей, а потом в холодной. Отверстия под выводы деталей лучше просверлить после этой обработки. При работе с кислотой необходимо соблюдать меры безопасности.

Знаете ли вы?

Качество паяного соединения не зависит от количества припоя и флюса, скорее наоборот: излишки припоя могут скрыть дефекты соединения, а обилие флюса приводит к загрязнению места пайки.
Хорошее паяное соединение характеризуется такими признаками: паяная поверхность должна быть светлой блестящей или светло-матовой, без тёмных пятен и посторонних включений, форма паяных соединений должна иметь вогнутые галтели припоя (без избытка припоя). Через припой должны проявляться контуры входящих в соединение выводов элементов и проводников.

“Паяльную кислоту” (хлористый цинк) получают путём растворения металлического цинка в концентрированной соляной кислоте из расчёта 412г/л. Кислоту осторожно вливают в посуду с кусочками цинка, причём уровень не должен превышать 3/4 глубины посуды. При окончательном растворении цинка прекращается выделение пузырьков водорода. Полученному раствору хлористого цинка дают отстояться до прозрачности и оккуратно сливают в пузырёк.

Вместо “паяльной кислоты” можно использовать флюс, приготовленный из равных по массе долей хлористого амония и глицерина. При этом место пайки не окисляется. Флюс пригоден и для пайки нержавеющей стали.

Вместо флюса при лужении стальных деталей (в том числе из нержавеющих сталей) перед пайкой можно воспользоваться отрезком полихлорвиниловой трубки. Место пайки зачищают и обезжиривают. Жалом хорошо прогретого паяльника с каплей припоя растирают на месте пайки отрезок этой трубки до получения равномерного слоя полуды. Затем ведут пайку как обычно.

Заржавевшие детали из чёрных металлов перед пайкой следует опустить на 10 – 12 ч в хлористый цинк, разведённый наполовину дистиллированной водой.

Ацетоно-канифольный флюс не уступает по качеству пайки спирто-канифольному. Он хорошо смачивает поверхность и легко затекает в зазор между паяемыми деталями. Поэтому при отсутствии спирта можно приготовить флюс и на ацетоне, взяв его в таком же соотношении, которое указано в таблице N3. Однако необходимо помнить, что ацетон токсичен и обладает резким неприятным запахом, поэтому работать с таким флюсом можно только при хорошей вентиляции помещения.

Хранить жидкий и полужидкий флюс (спирто-канифольный, “паяльную кислоту” и др) удобно в полиэтиленовой маслёнке, хоботок которой закрывается специальной пробкой. С помощью такой маслёнки можно легко и быстро наносить требуемое количество флюса на место пайки. При этом флюс расходуется экономно, уменьшается испарение его растворителя, пайка получается более чистой и аккуратной.

Припаять обойму шарикоподшипника к фланцу можно с помощью припоя ПОС-61 и флюса следующего состава: спирт этиловый – 5г, триэтаноломин – 2г. Перед пайкой детали следует обезжирить, после пайки – промыть узел в бензине и подшипник смазать.

Для сращивания проводов из сплавов с высоким сопротивлением (нихром, константан, манганин и др.) можно использовать простой способ, не требующий какого-либо специального инструмента.
Провода в месте соединения зачищают и скручивают. Затем пропускают иакой ток, чтобы место соединения накалилось докрасна. На это место пинцетом кладут кусочек ляписа, который при нагревании расплавляется, в результате чего образуется хороший электрический контакт.

Тонкие медные провода можно сваривать в пламени спиртовки или спички. Для этого их зачищают на 20 мм, складывают, аккуратно скручивают, и нагревают до тех пор, пока не образуется шарик расплавленного металла, дающий надёжный контакт.

Лудить алюминий легче, если его предварительно покрыть медью. Нужное место зачищают и аккуратно наносят на него две-три капли насыщенного раствора медного купороса. Далее к алюминевой детали подключают отрицательный полюс источника постоянного тока, а к положительному полюсу присоединяют кусок медного провода, конец которого опускают в каплю купороса, так чтобы провод не касался алюминия. Через некоторое время на поверхности детали осядет слой красной меди, который после промывки и сушки лудят обычным способом. В качестве источника тока можно использовать батарейку от карманного фонаря.

www.prfl.ru

Температура плавления припоя: особенности и виды припоев

В современном мире пайкой принято называть процесс, позволяющий получить неразъемное соединение нескольких деталей из металла, где соединительным материалом является уже расплавленный металл, который должен плавиться при более низкой температуре, чем тот металлический материал, из которого состоят эти детали.

Этот промежуточный расплавленный металл получил название сплава, а сам процесс называют припоем. В зависимости от того, какова температура плавления различают и разные виды пайки: легкоплавкие и тугоплавкие. Так, легкоплавкие припои плавятся при температуре ниже четырехсот градусов, а тугоплавкие – при температуре от пятисот до 1100 градусов.

Обычно в марках припой обозначают ПОС, и это сокращение расшифровывается так: припой оловянно – свинцовый. Если рядом есть еще и какое-то число, то эта цифра обычно указывает на то, каков процент содержания олова в составе.

Классификация припоев

От температуры плавления зависит класс припоя:

Мягкий припой достигается за счет плавления до четырехсот градусов Цельсия.
Твердый припой достигается за счет плавления выше пятисот градусов Цельсия.
Полутвердый припой достигается за счет плавления в диапазоне от расплавленного олова до четырехсот градусов Цельсия.

Припои классов мягкий и полутвердый прочны при растяжении от пятидесяти до семидесяти Мегапаскалей, они предназначены для спаивания токопроводящих частей машин. Они производятся при помощи паяльника или опускания частей для спаивания в жидкий припой.

Твердый припой прочен до пятисот Мегапаскалей, используется как припой категории прочности номер один для спаивания токопроводящих частей с большим нагревом и деталей с главной механической нагрузкой. Производится такой припой электродами из меди или графита. Небольшие детали спаивают автогеном.

Преимущества мягких и полутвердых припоев

Преимущественными областями применения припоев мягких и полутвердых являются следующие:

ПОС63 – для спаивания коллекторов, секционных якорей, обмоток с изоляцией Н электрической машины.
ПОС61; ПОССу61-0,5 и ПОС61М – необходимы для того, чтобы паять медные элементы и ее сплавы, а также серебряные и никелевые детали и токопроводящие части электрической машины, с температурой эксплуатации до ста шестидесяти градусов Цельсия.
ПОС40 и ПОССу40-0,5 – предназначены для того, чтобы паять медные элементы и ее сплавы, а также сталь и металлы с оловянным, серебряным или никелевым покрытием, коллекторные бандажи и секционные якоря машин, которые контактируют с соленой жидкостью (например, морская вода).
ПОССуЗО-0,5 – для того чтобы паять медные элементы и ее сплавы, а также элементы из железа и нержавеющей стали, а также спаивание кабелей, бандажей, частей приборов, которые будут работать при температуре до ста шестидесяти градусов Цельсия.
ПОСК50-18 – для того чтобы спаивать медные элементы и ее сплавы, воспринимающие перегрев, а также спаивание деталей из алюминия и меди, керамических, стеклянных и пластиковых деталей с добавлением в них оловянных, серебряных, никелевых составляющий.
ПОС10 и ПОССу18-0,5 – для спаивания контактных поверхностей электрических приборов, реле и иных составляющих машин.
П0ССу95-5 и ПСрЗКд – для спаивания коллекторов, секционных якорей, бандажей и токопроводящих соединений трубопроводов и электрооборудования.
ПОСИЗО и ПСрЗИ – предназначены для того, чтобы спаивать медные элементы и ее сплавы, детали из неметаллических материалов и стекла. Они имеют большую жидкотекучесть и дают надежное соединение частей во время спаивания.

Припои из сурьмы не предназначены для использования спаивания деталей, содержащих цинк или оцинковку.

Преимущества твердых припоев

Преимущественные области применения твердых припоев:

ПСр72 и ПСр50 – для спаивания металлокерамических контактов и разных токопроводящих деталей, которые должны выдерживать удары и выгибание.
ПСр45 – для того чтобы спаивать медные элементы и ее сплавы, а также части из нержавеющей стали, обмоток роторов и обмоток нагруженных электрических аппаратов. Этот припой дает большую плотность, а вместе с тем и большую прочность полученных соединений.
ПСр25 – для спаивания медных элементов или частей из ее сплавов, деталей из нержавеющей стали. Является заменителем ПСр45 при создании простых спаек.
ПСр71 – для спаивания тех же самых деталей, что и ПСр72, но применяется, когда нужна высокая жидкотекучесть.
ПСр25ф; ПСр15 и ПМФ7 – для спаивания медных или из ее сплавов деталей, частей аппаратов, проводящих ток, которые не должны выдерживать выгибание и удары.
Л63 и ЛОК59-0,1–0,3 – для спаивания медных частей или деталей из чугуна. Такое спаивание очень прочное и подходит в сложных условиях выгибаний и ударов.
ПЖЛ500 – спаивание частей, с температурой эксплуатации до шестисот градусов Цельсия.

Четыре секрета пайки

Для того чтобы хорошо и правильно паять, одного инструмента недостаточно. Необходимо знать и некоторые секреты, которые бы позволили овладеть в совершенстве техникой пайки. Наверное, все-таки стоит раскрыть несколько таких секретов.

Итак, первый секрет заключается в том, чтобы правильно применять для пайки припой и флюс. Второй важный секрет пайки — это соблюдение чистоты жала и самого паяльника и, конечно же, его нагрева. Есть много способов того, как можно очистить жало. Воспользуйтесь одним из них и тогда работы у вас будет идти просто замечательно.

Третий секрет также важен при пайке: чистота спаиваемых предметов. Четвертое правило, которое необходимо уяснить любому мастеру, прост, но необходим: правильно соединять проводки при пайке и делать хороший прогрев мест, где будет происходить спайка деталей при определенной температуре плавления.

И, конечно же, работая с таким оборудованием, всегда стоит соблюдать меры предосторожности. Так, необходимо припаивать не в одной точки, а стараться делать это не некотором расстоянии друг от друга. Не стоит закручивать концы деталей при температуре плавления вокруг проводника.

Всегда стоит помнить, что при пайке, даже при самой незначительной температуре плавления, выделяются пары олова и свинца. Они очень опасны и вредны для человеческого организма. Поэтому никогда не стоит наклоняться над тем местом, где происходит пайка, каковы бы не била температура плавления.

Ведь какова бы ни была температура плавления припоя, испарения все равно будет вредными и будут наносить необратимый вред организму человека. Если же вы решили паять летом, то делайте это или на открытом пространстве, или, если есть возможность, у открытого окна. Главное правило при такой пайке: хорошо проветривайте помещение. А когда работа будет закончена, то необходимо будет еще и тщательно вымыть руки, используя мыло.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

stanok.guru

Виды паяльников, припои, флюсы Основные виды паяльников

Слово “паяльник” ассоциируется чаще всего с электрическим паяльником со спиральным нагревателем (ЭПСН), хотя на самом деле существуют различные виды паяльников, отличающиеся друг от друга видом потребляемой энергии, механизмами преобразования ее в тепловую и способами передачи тепла в зону пайки. Однако ассоциации на пустом месте не рождаются. К самым известным и наиболее широко используемым устройствам для пайки действительно относятся электрические паяльники типа ЭПСН. В качестве греющих элементов в них используется нихромовая проволока.

Паяльник ЭПСН

Паяльники с нихромовым нагревателем оснащены проволочной нихромовой спиралью, через которую пропускается переменный сетевой или постоянный/переменный ток низкого напряжения (например, от трансформаторов для галогенных ламп).

У продвинутых паяльников температура нагрева наконечника контролируется встроенным термодатчиком, подающим сигнал на отключение спирали при выходе прибора на рабочий режим. В качестве термодатчика в них используется проверенная временем термопара.

Конструктивное исполнение нихромовых электропаяльников может быть различным. Самые простые имеют нихромовую спираль, намотанную на корпус, не проводящий ток, внутрь которого вставлен наконечник. В более сложных конструкциях нихром заделывают в специальные изоляторы, снижающие потери тепла и повышающие теплопередачу.

Устройство паяльника с нихромовой спиралью

Иногда нихромовые нагреватели помещают внутрь белого по цвету стержневого изоляционного материала, который может быть принят за керамический нагреватель. Не исключено, что последнее как раз и входит в тайные замыслы производителей, желающих таким образом повлиять на выбор их паяльника потребителем.

В паяльниках с керамическим нагревателем используются керамические стержни, нагревающиеся при подведении к их контактам напряжения. Керамические нагреватели считаются наиболее совершенными и обладают определенными преимуществами: более быстрым нагревом, большим сроком эксплуатации (при условии бережного использования), широким диапазоном регулировки температуры и мощности.

Устройство керамического паяльника

Работа керамического нагревателя

В индукционном паяльнике нагрев осуществляется с помощью катушки индуктора. Наконечник имеет ферромагнитное покрытие, в котором катушкой создается магнитное поле с наведенными токами, от которых и происходит разогрев сердечника.

Устройство индукционного паяльника: 1 – индуктор, 2 – наконечник.

При достижении его температуры определенного значения (точки Кюри) ферромагнитное покрытие теряет свои магнитные свойства, и нагрев сердечника прекращается. При снижении температуры ферромагнитные свойства восстанавливаются, и нагрев возобновляется. Таким образом, происходит автоматическое поддержание температуры жала паяльника в определенном интервале без использования термодатчика и управляющей электроники.

Особую категорию электрических паяльников составляют так называемые импульсные паяльники, включение которых в работу осуществляется нажатием и удержанием в нажатом положении кнопки пуска. При этом происходит быстрый (в течение нескольких секунд) разогрев наконечника до рабочих температур. После окончания пайки кнопка отпускается и паяльник охлаждается.

Импульсный паяльник

В отечественных импульсных паяльниках реализована схема, при которой наконечник в виде медного провода является частью электрической цепи, состоящей из частотного преобразователя и высокочастотного трансформатора. Первый повышает частоту сетевого напряжения до 18-40 КГц, второй снижает сетевое напряжение до рабочего. Жало паяльника крепится к токосъемникам вторичной обмотки трансформатора, что обеспечивает протекание в нем большого тока и быстрый разогрев. Современные импульсные паяльники имеют регуляторы уровня мощности и температуры, позволяющие производить пайку не только мелких электронных элементов, но и относительно крупных деталей.

Газовые паяльники относятся к автономным устройствам, их можно использовать в любом месте, в чем и состоит их главное и единственное достоинство. Источником тепла для нагрева жала является пламя от сгорания газа, который заправляется в паяльник от обычного газового баллончика. Без насадки, такой паяльник превращается в газовую горелку.

Газовый паяльник

К автономным устройствам относятся и аккумуляторные паяльники. Они имеют небольшую мощность (обычно 15 Вт) и предназначены для пайки мелких электронных компонентов.

Аккумуляторный паяльник

Термовоздушные и инфракрасные паяльные станции не могут соперничать в популярности с обычными электропаяльниками. Но и они имеют свои достоинства и заслуживают упоминания.

При использовании термовоздушных паяльных станций нагрев зоны пайки осуществляется струей горячего воздуха, выходящего из сопла паяльника. По своей сути – это фены, в которых выходящий горячий воздух (с температурой 100-500°C) сфокусирован с помощью сопла. По способу создания воздушного давления термовоздушные паяльные станции подразделяются на турбинные и компрессорные. У первых в ручке паяльника находится электродвигатель с крыльчаткой, создающий воздушный поток. В компрессорных станциях давление воздуха создается диафрагменным компрессором, находящимся в корпусе станции.

Термовоздушная паяльная станция

Инфракрасные паяльные станции осуществляют нагрев инфракрасным излучением с длиной волны 2-10 мкм. Зона нагрева может колебаться от 10-ти до 60-ти мм. Ее прямоугольные размеры задаются системой регулировки окна ИК-излучателя. Произвольную форму можно получить, используя отражающую ленту из фольги, которая закрывает те области электронной платы, которые не подлежат нагреву.

Инфракрасная паяльная станция

Нужно упомянуть и старые паяльники, нагреваемые на открытом огне. Они служили человеку тысячи лет и с появлением электрических собратьев были забыты. Однако в ситуации пайки массивных деталей, такой паяльник, сделанный из имеющихся железяк, может заменить недешевые электрические паяльники большой мощности.

Припои

Припой – это материал, с помощью которого производится пайка.

Выбор припоя производят в зависимости от соединяемых металлов или сплавов, от способа пайки, температурных ограничений, размера деталей требуемой механической прочности и коррозионной стой кости и др.

В зависимости от химического состава и температуры плавления припоев различают пайку твердыми и мягкими припоями. К твердым относятся припои с температурой плавления выше 400°С, к легким — припои с температурой плавления до 400°С.

Основные материалы, применяемые для пайки.

Олово — мягкий, ковкий металл серебристо-белого цвета. Удельный вес при температуре 20°С – 7,31. Температура плавления 231,9°С. Хорошо растворяется в концентрированной соляной или серной кислоте. Сероводород на него почти не влияет. Ценным свойством олова является его устойчивость во многих органических кислотах. При комнатной температуре мало поддается окислению, но при воздействии температуры ниже 18°С способен переходить в серую модификацию (“оловянная чума”). В местах появления частиц серого олова происходит разрушение металла. Переход белого олова в серое резко ускоряется при понижении температуры до —50°С. Для пайки может применяться как в чистом виде, так и в виде сплавов с другими металлами.

Свинец — синевато-серый металл, мягкий, легко поддается обработке, режется ножом. Удельный вес при температуре 20°С 11,34. Температура плавления 327qC. На воздухе окисляется только с поверхности. В щелочах, а также в азотной и органических кислотах растворяется легко. Стоек против воздействий серной кислоты и сернокислых соединений. Применяется для изготовления припоев.

Кадмий — серебристо-белый металл, мягкий, пластичный, механически непрочный. Удельный вес 8,6. Температура плавления 321°С. Применяется как для антикоррозийных покрытий, так и в сплавах со свинцом, оловом, висмутом для легкоплавких припоев.

Сурьма — хрупкий серебристо-белый металл. Удельный вес 6,68. Температура плавления 630,5°С. На воздухе не окисляется. Применяется в сплавах со свинцом, оловом, висмутом, кадмием для легкоплавких припоев.

Висмут — хрупкий серебристо-серый металл. Удельный вес 9,82. Температура плавления 271°С. Растворяется в азотной и горячей серной кислотах. Применяется в сплавах с оловом, свинцом, кадмием для получения легкоплавких припоев.

Цинк — синевато-серый металл. В холодном состоянии хрупок. Удельный вес 7,1. Температура плавления 419°С. В сухом воздухе окисляется, во влажном воздухе покрывается пленкой окиси, которая предохраняет его от разрушения. В соединении с медью дает ряд прочных сплавов.. Легко растворяется в слабых кислотах. Применяется для изготовления твердых припоев и кислотных флюсов.

Медь — красноватый металл, тягучий и мягкий. Удельный вес 8,6 – 8,9. Температура плавления 1083 С. Растворяется в серной и азотной кислотах и в аммиаке. В сухом воздухе почти не поддается окислению, в сыром воздухе покрывается окисью зеленого цвета. Применяется для изготовления тугоплавких припоев и сплавов.

Наиболее широко применяются в любительской практике легкоплавкие припои. Рекомендации по их применению, на основании которых можно выбрать припой приведены в таблице 1. Буквы ПОС в марке припоя означают припой оловянно-свинцовый, цифры — содержание олова в процентах. Для получения специальных свойств в состав оловянно-свинцовых припоев вводя сурьму, кадмий, висмут и другие металлы. Например ПОССу 4—6 — оловянно-свинцовый припой с добавлением сурьмы, ПОСК 50—кадмия, ПОСВ 33—висмута.

Выпускают легкоплавкие припои в виде литых чушек, прутков, проволоки, лент фольги, порошков, трубок диаметром от 1 до 5 мм, заполненных канифолью, а также в виде паст, составленных из порошка припоя и жидкого флюса.

Марка припоя		Температура плавления, °С		Область применения
Авиа-1 Авиа-2 Сплав Розе Сплав д’Арсе Сплав Вуда		200 250 97,3 79,0 60,5		Пайка тонкостенных деталей из алюминия и его сплавов Пайка и лужение, когда требуется особо низкая температура плавления припоя
Марка припоя	Температура плавления, °С		Область применения
ПОС90	222		Пайка деталей и узлов, подвергающихся в дальнейшем гальванической обработке (серебрение, золочение)
ПОС 61	190		Пайка тонких спиральных пружин в измерительных приборах и других ответственных деталей из стали, меди, латуни, бронзы, когда недопустим или нежелателен высокий нагрев в зоне пайки. Пайка тонких (диаметром 0,05—0,08 мм) обмоточных проводов, в том числе высокочастотных (литцендрата), выводов обмоток, радиоэлементов и микросхем, монтажных проводов в полихлорвиниловой изоляции; а также пайка в тех случаях, когда требуется повышенная механическая прочность и электропроводность
ПОС 50	222		То же, но когда допускается высокая температура нагрева
ПОС 40	235		Пайка толстых проводов токопроводящих деталей неответственного назначения, наконечников, соединений проводов с лепестками, когда допускается более высокий нагрев, чем для ПОС 61 или ПОС 50
ПОС 30	256		Лужение и пайка механических деталей неответственного назначения из меди и ее сплавов, стали и железа
ПОС 18	277		Пайка при пониженных требованиях к прочности шва, лужение перед пайкой. Пайка деталей неответственного назначения из меди и ее сплавов, оцинкованного железа и стали
ПОССу 4—6	265		Пайка погружением в ванну с расплавленным припоем
ПОСК 50	145		Пайка деталей из меди и ее сплавов, не допускающих местного перегрева. Пайка полупроводниковых приборов
ПОСВ 33	130		Пайка плавких предохранителей
ПОСК 47—17 180 Пайка проводов и выводов элементов к слою серебра, нанесенного на керамику методом вжигания

Таблица 1 – Легкоплавкие припои

Флюсы

Во время пайки, при нагревании, происходит окисление деталей, прекращается их смачивание припоем. Во избежание этого используют флюс – вещество или смесь веществ, с помощью которых удаляют окислы с поверхности металлов, также флюсы снижают поверхностное натяжение, улучшают растекание припоя, защищают от влияния окружающей среды, увеличивают прочность соединения. По необходимости можно применять флюсы в виде порошков, пасты или жидкости. Также при пайке используют паяльные пасты, в составе которых порошкообразный припой и флюс.

Чтобы получилось прочное паяное соединение, следует убрать с поверхностей оксидную пленку и предотвратить дальнейшее окисление металла во время пайки. С этой целью используют флюс. Условно флюсы подразделяют на химически активные и пассивные. В составе активных флюсов есть вещества, взаимодействующие с металлом: кислоты, хлористый цинк, нашатырь, органические амины. К пассивным флюсам относятся: канифоль, парафин, глицерин, масла и жирные кислоты. Пассивные флюсы удаляют оксидные пленки, улучшают растекание припоя.

Активные флюсы способствуют пайке металлов с прочной оксидной пленкой, большинство таких флюсов вызывают коррозию. Простой и эффективный флюс для пайки – хлористый цинк (травленая кислота). Получают его, добавляя цинк (5 частей) к разбавленной соляной кислоте (50 частей), пока не прекратится растворение цинка. Спай нужно промывать горячей водой. Не применяется в пайке радио и электроэлементов.

Широко распространен флюс – соляная кислота, которую применяют для пайки деталей из стали при помощи мягких припоев. Кислота остается на поверхности металла, из-за чего места спайки ржавеют. Спай следует промыть горячей водой. В радиомонтаже применение соляной кислоты запрещено.

Порошок нашатыря применяют для очистки паяльника перед лужением.

Канифоль —продукт переработки смолы хвойных деревьев Более светлые сорта канифоли (более тщательно очищенные) считаются лучшими. Температура размягчения канифоли от 55 до 83°С. Применяется как флюс для пайки мягкими припоями. Перед началом пайки разогретый паяльник сначала “макают” в канифоль, затем жалом паяльника дотрагиваются до припоя, после чего уже прикасаются к месту спаивания деталей. Количество канифоли здесь играет немаловажную роль и жалеть ее не надо Есть и другие способы нанесения канифоли, например, поднося кусочек к месту пайки, так например лудят вывода радиоэлементов или залуживают провода, всё зависит от конкретного случая.

Спиртоканифольный флюс для пайки – классический флюс, эффективен в радиомонтаже. В его состав входят 10-60% канифоли и спирт. Это нейтральный флюс, его можно не смывать. Повысить эффективность этого флюса можно, добавив глицерин (14% глицерина, 6% канифоли и спирт). В этом случае флюс нужно будет смыть.

Используя любой флюс для спайки, поверхности следует сначала зачистить. При пайке твердыми припоями используют смесь из равных частей буры и борной кислоты или чистую буру, в сухом виде или водную кашицу.

Сейчас широко применяются флюсы ЛТИ, удобные для пайки металлов при помощи мягких припоев. Флюс ЛТИ не вызывает коррозию, он также способствует пайке металлов, не поддававшихся пайке ранее. Применяют для пайки деталей из меди, железа, их сплавов, а также металлов, имеющих высокое удельное сопротивление. Если использовать флюс ЛТИ, то с мест спайки следует удалить загрязнения, масла, ржавчину. Пайка латунных изделий не нуждается в предварительном травлении. Этот вид флюса наносится кисточкой, не требует смыва. Есть у этих флюсов и недостатки – образование темных пятен в местах спайки. ЛТИ-120 не оставляет пятен, его применение довольно обширно. Готовят его в деревянной или же стеклянной посуде из спирта и канифоли, добавляя активные добавки и триэтаноламин. Смесь перемешивают 20-25 минут, флюс ЛТИ-120 имеет нейтральную среду. Хранят около полугода.

Паяльная паста представляет собой смесь измельченного припоя и флюса с добавками. Часто используется паяльная паста, в составе которой 62% олова и 36% cвинца. Может присутствовать до 2% серебра для уменьшения поднятия компонентов во время спайки. Широко распространены такие методы ее нанесения: дозирование и трафаретная печать. Все большей популярностью пользуются пасты без свинца, так как без него продукция получается экологически более чистая. Работая с такими пастами, необходимо применять вентиляцию с целью удаления паров от флюса, использовать специальные очки, чтобы защищать глаза от паров флюса во время пайки. Хранить паяльную пасту в холодильнике с продуктами не рекомендуется, так как в пасте может быть свинец.

studfiles.net

Типы припоев – Пайка

Типы припоев

Категория:

Пайка

Типы припоев

Оловянносвинцовые припои

Припои системы олово — свинец составляют наибольшую часть из всех применяемых мягких припоев. Они применяются для соединения большинства металлов.

При пайке этими припоями оптимальная величина зазора составляет от 0,08 до 0,13 мм, в отдельных случаях возможны отклонения. При зазорах более 0,25 мм капиллярные силы как фактор, обеспечивающий заполнение зазоров припоем, не проявляются. При применении оловянносвинцовых припоев можно использовать все способы очистки поверхности деталей и все методы пайки, а также флюсы всех типов. Выбор флюса определяется свойствами паяемых металлов. Оловянносвинцовые припои обладают хорошей коррозионной стойкостью в большинстве сред.

Припой 5А имеет относительно высокую температуру плавления и малый интервал кристаллизации. Но его характеристики смачиваемости и растекаемости хуже, чем у припоев с более высоким содержанием олова, что требует весьма тщательной подготовки поверхности деталей под пайку. Этот припой с высоким содержанием свинца обладает лучшими прочностными свойствами при 150 °С по сравнению с высокооловянистыми припоями. Однако относительно высокая температура пайки ограничивает возможность применения флюсов на органической основе, таких как канифоль, или флюсов промежуточного типа. Припой 5А может успешно применяться при пайке газовой горелкой, погружением, индукционным нагревом и в печах. Он применяется для запаивания предварительно облуженных контейнеров, для облужи-вания и для пайки деталей, работающих при умеренно высоких температурах.

Припои 10А, 15А, 20А имеют более низкие температуры ликвидуса и солидуса, но более широкий интервал кристаллизации по сравнению с припоем 5А. Характеристики смачиваемости и расте-каемости этих припоев также лучше, чем у припоя 5А. Во время затвердевания этих припоев недопустимо относительное смещение паяемых деталей во избежание появления горячих трещин. При пайке можно применять флюсы всех типов и все способы нагрева. Эти припои используются при пайке автомобильных радиаторов, для заполнения зазоров и вмятин в автомобильных кузовах, а также для покрытия и соединения металлов в случаях достаточно низкой рабочей температуры узлов.

Припои 25А и ЗОА имеют еще более низкую температуру лик видуса, чем все припои, упомянутые выше, но ту же температуру солидуса, что и припой 20А. Поэтому интервал кристаллизации у этих припоев уже. При использовании этих припоев можно применять любые обычные способы подготовки поверхности деталей, флюсы и способы их нанесения и все методы пайки. Они широко применяются при пайке газовыми горелками и механизированными способами. К этому типу припоев относятся многие припои, применяемые при пайке автомобильных кузовов.

Припои 35А, 40А, 45А и 50А имеют довольно низкую темпера-гуру плавления и поэтому с ними легко работать. Их температура солидуса такая же, как у припоев 20А—ЗОА, и они имеют сравнительно узкий интервал кристаллизации. Припои этой группы обладают наилучшим сочетанием смачиваемости, прочности, недороги и поэтому широко применяются. Эти припои универсальны п используются также для пайки натиранием и для пайки заливкой. В частности, эти припои широко применяются для пайки автомобильных радиаторов, электрических контактов, стыков кровельных листов, отопительных батарей. Сплав, содержащий 40% олова и 60% свинца, стал самым распространенным припоем общего назначения и особенно широко применяется при пайке листовых металлов. В радио- и телевизионной промышленности он применяется в виде трубчатого припоя, заполненного канифолью.

Припой 60А обычно применяют в тех случаях, где следует соблюдать жесткие температурные режимы, как, например, при пайке точных и чувствительных приборов. По химическому составу этот припой очень близок к эвтектическому и поэтому имеет очень узкий интервал кристаллизации. При применении этого припоя можно пользоваться всеми флюсами и всеми способами подготовки поверхности, нанесения флюсов и нагрева.

Припой 70А имеет специальное назначение и применяется там, где необходимо высокое содержание олова. Он предназначен для пайки цинка, а также для облуживания металлов. При использовании этого припоя применимы все технологические приемы пайки.

Влияние примесей на свойства оловянносвинцовых припоев

Загрязнения примесями оловянно-свинцовых припоев могут быть не только результатом неправильных рафинирования и выплавки, но и результатом ошибок при нормальном ведении пайки. Рафинирование металлов требует специального оборудования и тщательного металлургического контроля, и поэтому очистка припоев от вредных примесей самим заводом-потребителем обычно не рекомендуется.

Цинк и алюминий. Эти два металла даже в очень незначительных количествах сильно ухудшают свойства припоев. Уже 0,005% любого из них могут ухудшить взаимодействие припоя с основным металлом, снизить растекаемость и вызвать склонность к образованию трещин при затвердевании. Поэтому стандарт ASTM и государственные стандарты США допускают содержание алюминия или цинка в припое не выше 0,005%.

Железо. Стандарт ASTM и государственные стандарты США ограничивают содержание железа в припое до 0,02%. Наличие соединений железа с оловом делает оловянносвинцовые припои твердыми, а при расплавлении — зернистыми, хотя при содержании железа до 0,1% отрицательное влияние обычно не проявляется.

Медь. В английских и американских стандартах имеется существенное расхождение относительно содержания меди в оловянносвинцовых припоях. Английский стандарт допускает максимальное содержание меди в припое не более 0,5%, в то время как по обоим американским стандартам содержание меди не должно превышать 0,08%. При содержании меди свыше 1,0% припой при расплавлении становится зернистым.

Сурьма. Присутствие сурьмы в оловянносвинцовых припоях может играть двоякую роль. В зависимости от назначения припоя сурьма может рассматриваться либо как вредная примесь, либо как заменитель некоторого количества олова. Если количество сурьмы не превышает 6% содержания олова в припое, то все количество сурьмы находится в состоянии твердого раствора сурьма—олово.

Если количество сурьмы в припое превышает указанное, то соединения олова с сурьмой, имеющие высокую температуру плавления, выкристаллизовываются, делая припой зернистым, хрупким и густотекучим. Стандарт США QQ-S-571c допускает максимальное содержание сурьмы до 0,5% в припоях Sn70, Sn60, Sn50, Sn40 и Sn5 и 0,25% для Sn63. Однако в припоях Sn35, Sn30 и Sn20 максимально допустимое количество сурьмы составляет приблизительно 6% от содержания олова. Стандарт В32—58 класс А определяет максимальное содержание сурьмы в 0,12% для припоев, содержащих более 35% олова, а класс В допускает содержание сурьмы 0,5%. Класс С, охватывающий припои с содержанием олова от 20 до 40%, определяет, что содержание сурьмы не должно превышать 6% от количества олова.

Допустимые пределы загрязнения ванны при пайке погружением. При пайке погружением ванна с течением времени загрязняется, и поэтому приходится значительно повышать ее температуру для сохранения жидкотекучести припоя. Чрезмерная загрязненность проявляется в том, что паяные соединения получаются грубыми и шероховатыми. Увеличение температуры ванны действует лишь временно, так как одновременно ускоряется загрязнение ванны.

Стандарты ASTM и государственные стандарты США, устанавливающие допустимое содержание загрязнений для различных марок припоев, предназначаются только как руководящие материалы при покупке припоев. Использование этих стандартов для определения предельной степени загрязненности может привести к ошибочной выбраковке припоя, который в действительности еще вполне пригоден для пайки. Так, например, по стандарту США содержание железа в припоях допускается не более 0,02%, однако шероховатость паяного соединения обычно не наблюдается при содержании железа до 0,1%.

Железо и медь можно частично удалить из загрязненного припоя, используя низкую растворимость сплавов медь—олово и желез о—олово при температурах ликвидуса припоя. Для этой цели температуру ванны снижают почти до температуры ликвидуса незагрязненного припоя. Выделившиеся при этой температуре кристаллы соединений медь—олово и железо—олово можно удалить, пользуясь ковшом с отверстиями, который удерживает имеющиеся загрязнения (шлак), но пропускает расплавленный припой.

Оловянносвинцовосурьмяные припои

Сурьма может присутствовать в припое как примесь или как специальная добавка. Сплавы, содержащие до 0,5% сурьмы в виде примеси, обычно обозначаются как припои класса В, например, 20В, ЗОВ, 40В и так далее. Эти припои применимы за исключением особых случаев для тех же целей, что и соответствующие припои класса А. Сурьма может также добавляться в припой специально, как заменитель некоторого количества олова. Добавки сурьмы до 6% от содержания олова улучшают механические свойства припоев, но при этом несколько ухудшают их технологические характеристики.

Зазоры в соединениях при пайке оловянносвинцовосурьмяными припоями должны быть порядка 0,07—0,12 мм, хотя явление капиллярности практически имеет место при зазорах до 0,25 мм. При пайке этими припоями можно применять все стандартные способы подготовки поверхностей, любые стандартные флюсы и способы нагрева. Но эти припои не рекомендуется применять для пайки алюминия, цинка и металлов, покрытых цинком, например оцинкованного железа, так как сурьма дает с цинком интерметал-лидные соединения, вызывающие хрупкость припоя.

Припои класса С (от 20С до 40С) имеют примерно такие же температуры плавления, как и аналогичные припои класса А, содержащие олова на 5% больше. Пределы прочности и ползучести и твердость соединений, паянных этими припоями, выше, чем при использовании припоев, не содержащих сурьмы, но при этом расте.каемость и капиллярность припоя становятся хуже. Область применения этих припоев ограничивается пайкой металлов и покрытий, не содержащих цинка.

Оловянносурьмяный припой

Оловянносвинцовые припои непригодны для использования в соединениях длительно работающих под действием нагрузок при температурах свыше 150°. Для указанных соединений следует применять оловянносурьмяный припой, обладающий высокими технологическими и прочностными характеристиками. Он имеет более высокую электропроводность по сравнению с оло-вянносвинцовыми припоями и также рекомендуется в случаях, когда недопустимо в соединении присутствие свинца, например для пайки пищевого оборудования.

Оловянносеребряные припои

Оловянносеребряные припои применяются главным образом при изготовлении точных приборов, так как высокая стоимость не позволяет использовать эти припои для обычных целей. Этими припоями легко паять, пользуясь канифолью.

Оловянноцинковые припои

Электрохимическая коррозия паяных алюминиевых соединений снижается, если металлы, входящие в соединение, будут близки друг к другу по электрохимическому потенциалу. Поэтому для пайки алюминия рекомендуется применять оловянноцинковые припои с содержанием олова 70—80%- Эти припои имеют температуру ликвидуса между 260—310° С. В последние годы принято добавлять в припой 1—2% алюминия или же увеличивать содержание цинка до 40%. Эти припои имеют лучшую коррозионную стойкость, но их более высокая температура ликвидуса несколько затрудняет пайку.

Свинцовосеребряные припои

Однако растекаемость этих сплавов очень низкая. При хранении свинцовосеребряных припоев во влажной атмосфере они корродируют и становятся непригодными. Добавка 1% олова в эти припои улучшает их свойства смачиваемости и растекаемости, а также понижает их склонность к коррозии во влажной атмосфере. При добавлении олова в свинцовосеребряные припои, содержащие более 1,75% серебра, выделяются кристаллы интерметаллидных соединений олова с серебром. Поэтому олово добавляется в припои, содержащие не более 1,5% серебра.

При температурах до 175° С эти припои обладают хорошими механическими свойствами при испытании на разрыв, на срез и ползучесть. Их усталостные характеристики значительно выше, чем у припоев, не содержащих серебра. Свинцовосеребряные припои требуют более высоких температур пайки и специальных методов введения флюсов. Для получения хороших результатов при пайке непокрытых металлов рекомендуется применять флюсы па основе хлористого цинка. Канифольные флюсы при повышенной температуре пайки разлагаются и могут применяться лишь при очень коротком времени пайки.

Кадмиевосеребряный припой

Характеристики плавления припоя, содержащего 95% кадмия и 5% серебра. Этот припой применяется тогда, когда высокая рабочая температура соединений не допускает использования других припоев.

При пайке этим припоем стыковых соединений из меди можно получить предел прочности при комнатной температуре, равный 17,0 кГ/мм2. При 218° С можно получить предел прочности, равный 1,8 кГ/мм2.

Кадмиевосеребряный припой можно применять при пайке алюминия с алюминием или с другими металлами. Однако, как известно, при пайке алюминия с другими металлами необходимо учитывать возможность электрохимической коррозии. При неправильном обращении кадмиевосеребряный припой может быть опасен для здоровья.

Кадмиевоцинковые припои

Эти припои при применении соответствующего флюса дают соединения со средней прочностью и коррозионной стойкостью. Припой, содержащий 40% кадмия и 60% цинка, нашел широкое применение при пайке алюминиевых цоколей электроламп. При неправильном обращении эти припои также могут быть вредными для здоровья.

Цинковоалюминиевый припой

Высокая температура солидуса этого припоя ограничивает его применение работами, при которых допустима температура пайки выше 370 °С. По этой же причине с этим припоем применяется только реакционный флюс.

Легкоплавкие припои

Припои, содержащие висмут (так называемые легкоплавкие сплавы), применяются там, где требуется, чтобы температура пайки была меньше 183 °С, т. е. там, где оловянносвинцовые припои неприменимы.

Припои с низкой температурой плавления применяются в следующих случаях:
1) при пайке термообработанных поверхностей, если повышения температура может вызвать разупрочнение детали;
2) при пайке соединений с близко расположенными деталями из материалов, чувствительных к температуре;
3) при последовательной (ступенчатой) пайке, чтобы не рас-! плавить выполненное ранее соединение;
4) при пайке ограничительных устройств, в которых требуется разрушение паяного соединения при сравнительно низкой температуре.

Многие из этих припоев, особенно с большим содержанием висмута, непригодны для быстрой пайки. Для того чтобы получить удовлетворительные соединения при пайке непокрытых металлов, например меди или стали, нужно обращать особое внимание на чистоту поверхности металла и применять активные флюсы. При применении некоррозионных флюсов для пайки непокрытых деталей получение хорошего соединения маловероятно. Некоррозионные флюсы можно применять для пайки поверхностей, предварительно покрытых оловом, серебром или кадмием. Соединения, полученные с помощью этих припоев, очень чувствительны к длительным нагружениям, особенно при температурах выше комнатной (см. гл. 4 «Конструирование паяных соединений»).

Припои, содержащие индий

Свойства припоев, содержащих индий, делают их ценными для некоторых специальных работ. Возможность применения этих припоев для конкретных соединений должна определяться с изготовителем припоя. Стандартный припой, содержащий 97,5% свинца и 2,5% серебра, не смачивает удовлетворительно большинство металлов. Добавление к этому припою 1н-2% индия улучшает его свойства смачиваемости. В результате получается припой с высокой температурой плавления, пригодный для пайки деталей без предварительного покрытия. Свинцовосеребряноиндиевые припои рекомендуются для соединений, подверженных действию щелочей.

Оловянносвинцовые припои с содержанием индия свыше 25% также обладают хорошей коррозионной стойкостью в щелочных растворах. Однако их температура солидуса ниже, а интервал кристаллизации шире, чем у свинцовосеребряноиндиевого сплава. Сплав с содержанием 50% индия и 50% олова хорошо сцепляется со стеклом и может применяться для пайки стекла с металлом и стекла со стеклом. Низкое давление паров этого сплава позволяет применять его для герметизации вакуумных систем.

Индиевые припои обычно не требуют особых технологических приемов. Индиевые припои с низкой температурой плавления, содержащие висмут, требуют применения кислотных флюсов или предварительного покрытия деталей. Для индиевых припоев пригодны все способы нагрева, флюсы и технологические процессы, которые применяются при пайке обычными оловянносвинцовыми припоями.

Статьи по теме:

pereosnastka.ru

TOP HEADLINES