Какие бывают припои: Припои: особенности и разновидности
alexxlab | 30.03.2023 | 0 | Разное
Специальные материалы для спаивания металлов между собой
При необходимости сформировать прочное и надежное соединение двух изделий из различных металлов, можно использовать несколько методик. Одна заключается в скручивании деталей при помощи механического соединения, но подобный способ не отличается долговечностью и эффективностью. Второй вариант это сварка или пайка поверхностей, позволяющая расплавить припой и присоединить или отсоединить элементы друг от друга. Качество припоя влияет на сроки службы и надежность контакта.
Каталог металлических припоев
Описание и особенности припоя.
Изучая характеристики припоя, можно указать, что он представляет собой специальную консистенцию на основе различных металлических сплавов, которые позволяют соединять разные элементы. Под пайкой подразумевается совмещение твердых предметов с применением подобной смеси. Специальные припои представляют собой особые материалы, у которых показатель температуры плавления намного ниже, чем у соединяемых конструкций.
Состав должен равномерно распределяться по заготовке и растворять металл, из которого она выполнена.
Качественная пайка обеспечивает идеально чистое и блестящее соединение. Если контакт имеет дефекты, повреждения и трещины, это свидетельствует о пайке холодным методом. Такие явления наблюдаются при несоблюдении нужного температурного режима и выборе неподходящего состава припоя. Если он содержит большое количество шлаков, это ухудшит качество будущей пайки.
Для решения различных задач нужны разные соответствующие виды припоев. В зависимости от эксплуатационных характеристик они бывают 2 типов:
1. Мягкие припои.
2. Твердые.
Первые обладают температурой плавления до 300 градусов Цельсия. С их помощью можно соединять радиодетали. В группу входят оловянно свинцовые и бессвинцовые припои. В качестве рабочих приспособлений для решения поставленных задач используются паяльные инструменты мощностью до 50 Вт и паяльные фены. Расплавление твердых изделий производится при температуре свыше указанного выше показателя.
В их числе прочные сплавы из меди и цинка, а также серебра. При использовании припоя ПМГРН, ПМГ и других серий для работы с твердыми предметами необходимо подготовить мощные паяльники, паяльные лампы или горелки. В данном материале рассматриваются легкосплавные припои, которые широко востребованы для пайки радиодеталей и обслуживания различной домашней техники.
Что влияет на качество пайки и какую роль оно отыгрывает?
Качество плавления припоя определяется концентрацией примесей и шлаков в его составе. Если при производстве смеси были допущены критические ошибки, товар будет низкокачественным. Так, при выпуске дешевых марок изготовители часто включают дополнительные компоненты с целью увеличения массы готовой продукции. В результате после обработки такой смесью на контактном участке появляются микротрещины, поскольку они не могут расплавиться вместе с оловянным припоем.
Подобное соединение крайне ненадежное и полностью не соответствует установленным требованиям и стандартам качества.
Со временем контакт будет полностью разрушен. Поэтому необходимо тщательно изучать отзывы о бренде-производителе и учитывать его репутацию и уровень доверия со стороны клиентов. Новичкам бывает проблематично купить припой хорошего качества, т.к. у них нет особого опыта в выборе подобной продукции. При работе с низкокачественной смесью конечный результат окажется неудовлетворительным.
Какие припои нужны для соединения радиодеталей?
В большинстве случаев в данной сфере задействуются припои ПОС (припои оловянно-свинцовые) и бессвинцовые марки ПОС. Температура плавления припоев достигает 180-230 градусов Цельсия. Смесь широко применяется для соединения радиодеталей, но для промышленных целей больше подходят варианты без свинца с температурой от 180 до 250 градусов Цельсия. Отличительной особенностью подобных составов является отсутствие свинца. Это сокращает количество вредных выбросов в окружающую среду, поэтому при выпуске печатных плат принято использовать именно бессвинцовые припои.
Они не только не подвергаются плавлению при достаточно интенсивном нагреве (т.к. не содержат свинца, но и создают так называемые усы. Они могут спровоцировать короткое замыкание между SMD-контактами. Такие образования обладают крайне малой толщиной – менее 1 мкм.
Бессвинцовые припои ПМГРОБ также востребованы в BGA пайке. Для любителей радиотехники можно использовать стандартные ПОС припои, которые намного легче в обработке и менее вредны для окружающей среды. К тому же бессвинцовые серии уступают им по смачиваемости и качеству контакта после обработки.
Разделение на группы в зависимости от типа. Существует несколько типов составов для пайки:
1. Припои с флюсом.
2. Бесфлюсовые варианты.
Первый тип подходит для бытовой эксплуатации, поскольку смесь легко брать на паяльник. Флюс способствует равномерному распределению состава по жалу паяльного инструмента. Также такие серии достаточно мягкие и поддерживают сворачивание в несколько прутьев припоя.
Маркировка
В радиоэлектронике и электромонтажной сфере применяются легкосплавные составы на базе олова и свинца. Наличие этих двух компонентов подчеркивается маркировкой ПОС. Цифровое обозначение соответствует процентному соотношению сплавов. Также в состав включают сурьму, висмут и прочие компоненты, которые влияют на эксплуатационные характеристики припоя. Так, припой ПОССу 60 содержит добавки сурьмы, а олово занимает 60% от общего состава. Концентрация олова и добавок влияет на температуру плавления и сферы эксплуатации смеси. Не секрет, что алюминиевые сплавы плохо поддаются пайке и сварке, но их можно расплавить при добавлении от 50% олова.
Специальные припои
Рассмотрим несколько серий специализированных припоев:
1. Припой ПМГРН является медно-германиевой смесью, которая выпускается в виде лент или проволоки и позволяет сформировать надежное соединение металла и керамики.
2. Припой ПМГ. Медно-германиевый припой ПМГ обладает устойчивостью к износу и коррозии, пластичностью и повышенной смачиваемостью.
3. Припой ПМГРОБ. Является твердым припоем, содержащим никель, марганец, кремний и сторонние примеси.
4. Припой ВПР4. Представляет собой медный самофлюсующийся состав для организации надежных и прочных соединений.
5. Припой ЛМЦЖ. Относится к классу медно-цинковых сплавов с высокой концентрацией железа и марганца.
6. Припой ТП-1М. Является триметаллическим припоем на основе двух слоев из сплава ЛНМц 50-2-2 снаружи и внутреннего слоя из БрНБ 7-0,5. Используется для пайки твердого металлопроката.
Критерии выбора? При подборе подходящего типа припоя, необходимо учитывать, из каких веществ он изготовлен. Это определяет базовые эксплуатационные характеристики и сферы применения состава.
что это такое, температура плавления, с канифолью, бессвинцовый, ПОС, сплав, оловянный, РОЗЕ – Оборудование для пайки на Svarka.guru
Какие встречаются?
Что же такое припой и как надо правильно его выбирать — на практике они могут быть мягкими или твёрдыми.
Монтаж любой радиоэлектронной аппаратуры происходит с применением легкоплавких вариантов.
Компоненты неизвестного происхождения отличается по следующим признакам:
- Насыщенный блеск среза говорит о высоком присутствии олова.
- Преобладание свинца гарантирует субстанции тускло-серый цвет и матовую поверхность.
- При повышенном содержании свинца изделие становится пластичным, например, проволока сечением в 6 мм без видимого услия сгибается руками.
Иногда для качественной пайки применяется уже готовая смесь — это припой в виде проволоки, а флюс запаян внутри. Производители изготавливают аналогичные субстанции с допуском флюса в пределах 1—3% от общего веса, что благоприятно сказывается на процессе пайки и увеличивает производительность труда, т. к. отпадает необходимость постоянно макать жало паяльника в баночку с флюсом.
По консистенции выпускаются двух видов: мягкий или твердый припой, а по температуре плавления различают обыкновенные и тугоплавкие типы.
Короб из гипсокартона
Один из самых часто используемых способов маскировки вертикальных труб в ванной комнате или туалете
Для работ важно выбрать влагоустойчивый гипсокартон. От обычных такие плиты отличаются цветом
Они имеют зелёную окраску.
ФОТО: zabavnik.clubВариант маскировки труб в туалете
Порядок работ:
- нанести разметку и установить каркас из металлопрофиля;
- в местах прилегания каркаса к трубам проложить специальную ленту;
- с помощью саморезов обшить каркас листами гипсокартона;
- вырезать люки и отверстия для доступа к коммуникациям;
- оштукатурить поверхность, скрыть швы.
Далее варианты отделки могут быть самые разные: покраска, укладка плиткой, панелями и прочее. Не забудьте вырезать отверстия для доступа к трубам, для этого заранее продумайте, как будет крепиться дверь или люк. Лучше всего заранее дверь усадить на петли, а уже потом приниматься за отделку.
Основные свойства
Смачиваемость пайки
Такой термин означает сцепление молекул жидкого расплава с твёрдой поверхностью, от степени которой зависит текучесть пайки. Для хорошей пайки жидкий припой качественно смачивает поверхность, где происходит пайка, а граница его образует острый угол.
Высохший флюс удаляется только при помощи механической зачистки, потому что появился дополнительный сплав. Если капля расплавленного вещества образует тупой угол с поверхностью, то это указывает на неудовлетворительное качество смачивания, которому противодействуют загрязнения, жировые пятна или оксидная плёнка металла.
Варианты смачиваемости поверхности пайки расплавленным флюсом.
Температура плавления
Основной критерий выбора качественных сплавов заключается в том, что они должны приходить в жидкое состояние раньше, чем соединяемые структуры, при этом температура плавления припоя существенно отличается от аналогичного показателя другого вида, например, имеющего в составе примеси свинца.
Наличие разных примесей влияет на способность плавиться при одинаковой температуре, например, ПОС-40 расплавляется при достижении 238 0С, но встречаются тугоплавкие припои и для их плавления применяются специальные приспособления.
Работа с титаном
Для пайки тугоплавких металлов и сплавов возможностей большинства описанных припоев недостаточно. Нужны совершенно другие высокотемпературные компоненты. Таким химическим элементом является титан, имеющий температуру плавления около 1700 °С.
Он образует прочные швы даже на изделиях с остатками оксидов. Процесс нужно проводить в атмосфере чистого аргона или гелия при значительном понижении давления в рабочей зоне.
Высокотемпературные составы из титана и меди, никеля, кобальта, других металлов проявляют свойства эвтектических систем. Сами по себе они обладают хрупкостью, применяются в виде порошков, паст.
Проволоку, ленты, полосы их этих сплавов изготовить не удается. Работать паяльником с тугоплавкими композитами невозможно.
В некоторых случаях на практике реализуют технологию контактного плавления. В зазор изделия, подлежащего пайке, помещают фольгу из титана или его сплавов.
При достижении температуры 960 ℃ начинается, а при показаниях 1100 ℃ заканчивается образование эвтектического сплава, играющего роль припоя.
Изделия, подлежащие эксплуатации при очень высоких температурах, подлежат спайке при помощи сплавов с добавками кремния, железа. Для реализации таких технологических процессов нужны мощные источники энергии.
Требуемой температуры достигают в вакуумных печах, плазменными горелками. Можно применять с этой целью электроконтактный способ или воздействие электронным лучом.
Высокотемпературное спаивание деталей – трудоемкий процесс, требующий специальных знаний и квалификации. Располагая хорошими вспомогательными средствами, оборудованием можно справиться с производственной задачей любой степени сложности.
Низкотемпературные варианты
На первом месте находится сплав ВУДА с составом: по 10% Sn и Cd, по 40% Pb и Bi, начало расплава — 65—72 0C.
Вторую позицию занимает припой под названием РОЗЕ, которых начинает плавиться при 90—94 0C. Состоит: по 25% олова и свинца, а остальные 50% занимает висмут. Вышеперечисленные сплавы относятся к дорогим припоям.
Третье место среди низкотемпературных изделий занимает ПОСК-50-18, с температурой 142—145 0С. В состав этого припоя входит 50% олова, 32% свинца и 18% кадмия, что усиливает сопротивляемость коррозии, но добавляет ему токсичность.
Большую популярность у радиолюбителей имеет второй номинант (под названием РОЗЕ), но в отечественной радиоэлектронике его маркировка — ПОСВ-50, где цифры — это процент висмута. Применяется для монтажа/демонтажа и лужения чувствительных к перегреву дорожек из меди на печатных платах.
Алексей Ефремов
В нашей стране для ручной пайки традиционно применяют жидкий флюс и проволочный припой, однако при отсутствии отмывки остатков флюса эта технология приводит к существенному снижению надежности радиоэлектронной аппаратуры. Причины снижения надежности РЭА вызваны частичной термической обработкой флюсов при ручной пайке (только в зоне формирования паяного соединения), следовательно, только частичным выгоранием активаторов и локальными процессами поликонденсации.
Остатки флюса, которые не были подвергнуты термической обработке при температурах пайки, являются потенциальными источниками коррозии, электромиграции и повышенных токов утечки в процессе эксплуатации РЭА. Применение многоканальных трубчатых припоев, не требующих отмывки, позволяет полностью решить эту проблему.
Многоканальные трубчатые припои фирмы Multicore Solders
Многоканальные трубчатые припои фирмы Multicore Solders на протяжении многих лет преобладают на российском рынке. Даже название фирмы Multicore Solders («Многоканальные припои»), основанной в 1939 году, говорит о многом. Одним из основных преимуществ трубчатых припоев Multicore Solders является большое количество каналов флюса (до 5) в прутке припоя. Увеличенное количество каналов флюса обеспечивает равномерное распределение флюса без пропусков по длине прутка, что предотвращает возможность пайки «всухую», без флюса, как в случае с одноканальными припоями.
Трубчатые припои Multicore Solders разработаны для различных применений, в том числе для пайки печатных плат радиоэлектронной аппаратуры и конструкционных изделий.
Марки мягкого вида
Припой для пайки из этой категории применяется с уже готовым флюсом, находящимся внутри проволоки, поэтому расплавление происходит одновременно. Большое распространение получило изделие с названием Третник, потому что в нём содержится треть свинца от общей величины состава. Олово, входящее в состав сплава для пайки, отличается чистой в плане экологии, поэтому разрешается применение этого вида в пищевой промышленности.
Мягкие виды припоев применяются для пайки деталей, боящихся перегрева, например: транзисторов или предохранителей. Сплав ВУДА из-за токсичности применяется в ограниченных сферах человеческой деятельности.
Отечественные сплавы маркируются аббревиатурой ПОС, но при наличии других веществ в конце добавляется буква, соответствующая названию, например, ПОСВ-33 — этот припой содержит равные части олова, свинца и висмута.
Основные технические параметры
Материалы для пайки разделяют по таким параметрам:
- Проводимость, например, припои с содержанием алюминия обладают лучшими аналогичными значениями, нежели с маркировкой ПОС.
- Прочность на усилие растяжения, единица измерения кг/мм. Этот параметр напрямую зависит от процентного содержания олова.
- Температура плавления, которая зависит химического состава.
Таблица зависимости температуры и применения от химического состава припоя.
Что такое припой
Припой – это смесь сплавов с помощью которых соединяются детали. Процесс соединения деталей припоем называется пайкой.
Хороший результат пайки – это чистый и блестящий контакт. Если у контакта есть трещины, то это результат холодной пайки. Холодная пайка может быть не только от несоблюдения температуры, но и от состава припоя. Если в припое много шлаков, они негативно повлияют на надежность соединения.
Для разных задач используются разные припои.
Флюс
В продаже распространён припой с канифолью в виде полой проволоки, свитой кольцами. Аналогичного состава флюс производится из хвойных деревьев, такая субстанция приходит в мягкое состояние при нагревании до 50 °С, а при 250 °C — начинает кипеть с частичным испарением.
Канифоль нужно обязательно удалять после окончания работ, иначе произойдёт окисление, а субстанция, впитывая влагу из воздуха, начнёт препятствовать исправной работе приборов.
Популярные составы
Существуют три основных категории:
- Светлого цвета канифоль применяют при соединении меди и других мягких цветных металлов; спиртовой раствор с концентрацией один к пяти применяют в труднодоступном месте спайки; а смесь глицерина и канифоли применяют для герметичной пайки.
- Флюсы, включающие спирт, вазелин или хлористый цинк, используются для прочного соединения цветных и драгоценных металлов. Применение пасты оправдано тем, что её удобнее наносить в требуемом количестве на изделие.
- Кислотно активные вещества производятся в жидком виде, например, ортофосфорная кислота, имеющая плотность 1,7.
Хранить жидкие флюсы надо в герметически закрывающихся ёмкостях, для исключения испарения.
Пастообразные
Большое распространение получила паста Тиноль, которая применяется для пайки разных изделий в труднодоступных местах.
Наносится лопаткой, с последующим активным нагреванием паяльником или другим, более мощным электрическим инструментом. Часто используется неопытными исполнителями, у которых нет навыков в работе с оловом и канифолью.
Форма выпуска
Припой выпускается в различных формах. Первоначально, на заводе, это чушки. В обозначении марки тогда добавляется буква Ч. Например Ч ПОС-40. ГОСТ 21930-76 определяет форму и размер чушек для каждого материала и вида.
В розничную продажу припой для пайки поступает в прутках диаметром 8 мм, в виде паяльной проволоки, намотанной на катушке или свернутой в спираль и уложенной в пластиковой тубе.
Очень часто паяльная проволока представляет собой трубку из оловянно-свинцового сплава, внутри которой находится флюс – вещество, способствующее повышению качества пайки.
Флюс разрушает оксидную пленку на спаиваемых деталях и препятствует дальнейшему окислению спаянного стыка во время его охлаждения.
Нередко в качестве флюса используется канифоль – продукт перегонки сосновой смолы-живицы.
Она плавится при температуре 68 ℃, в обычных условиях твердая, хрупкая, имеет жёлтый цвет.
Использование ПОС
Первооткрыватели этого сплава были приятно удивлены, что он превращается в расплавленное состояние при меньшей температуре, а эвтектическая смесь способна играть роль растворителя для добавленного металла. Так и были разработаны самые первые марки припоев ПОС.
Свинцовые варианты
Такие смеси с содержанием свинца, отличаются мягкостью, быстрым расплавлением и лёгкой обработкой, поэтому получили название свинецсодержащие припои. Они вредны, поэтому были запрещены для использования во время спайки элементов электрических приборов по всему миру. Процент содержание кадмия, ртути, а также аналогичных вредоносных компонентов в оборудовании строго регламентировано и проверяется соответствующими организациями.
Паяльные пасты
Благодаря развитию новейших технологий и все большему масштабу роста производства электронных плат, в качестве паяльного элемента стали использовать паяльные пасты.
Паста изготавливается из нескольких составляющих: измельченного в порошок припоя, флюса и связующего вещества. Такая мелкодисперсная смесь используется в ручной и трафаретной пайке.
Для пайки радиоэлектроники в своем составе пасты содержат олово и легирующие компоненты для улучшения качества соединения. На свойства пластичного припоя существенно влияет размер частиц. Наиболее распространены пасты с размером частиц в диапазоне 25-45 мкм. Поскольку данная технология больше используется при трафаретной пайке, чем при ручной, пасты должны отвечать установленным требованиям для надежного сопряжения элементов.
Похожая статья — Почему телевизор сам включается
Критериями хорошего качества выступает форма частиц, которые имеют сферическую форму после измельчения. Также паяльные пасты подвержены пагубному влиянию углерода и водорода. Поэтому соприкосновение с воздухом от этапа изготовления до эксплуатации должно быть минимизировано.
В производстве для трафаретной печати паяльные пасты заполняются в специальные контейнеры по 500 грамм.
Они не практичны для домашнего использования, поэтому для собственных целей эту смесь можно приобрести в шприцах различной емкости. Условия хранения таких паст низкотемпературные, поэтому идеальным местом для хранения служит обычный холодильник. При нормальной и высокой температуре паста быстро начинает расслаиваться.
Без содержания свинца
Бессвинцовый припой не должен содержать вредного металла и считается экологически чистым, не причиняющим вреда окружающей среде и исполнителям работ по пайке. Простейшим примером служит припой оловянный, который содержит чистое олово, имеет повышенную смачиваемость и высокую электропроводность. Для борьбы с недостатками, в них добавляют медь, серебро и золото, что помогает сделать субстанцию более твёрдой.
У такого изделия повышается температура расплавления, но найти полную альтернативу стандартным видам припоя пока что не удаётся, но основным показателем является безвредность. Олово занимает главное место в химическом составе, поэтому присущие ему свойства оказывают большое влияние на припой, из-за этого температура плавления у бессвинцового припоя ниже, а материал получается более мягким.
В. И. Блинов, образование ПТУ, специальность сварщик шестого разряда, допуск от НАКС к НГДО и ГО, опыт работы с 2004 года: «При отсутствии подходящего по всем параметрам варианта, во время пайки используйте марку ПСР-45, в которой содержание вредного свинца минимальное и составляет не более 0,5% от общего веса».
Общее разделение
Припои разделяются на две группы. Это мягкие и твердые.
Мягкие имеют температуру плавления до 300 °C. Такими припоями паяют радиодетали, и к ним можно отнести оловянно свинцовые и бессвинцовые материалы. Основной рабочий инструмент с такими материалами это паяльники до 50 Вт и паяльные фены.
Твердые плавятся свыше 300 °C. Это прочные материалы с высоким пределом прочности по сравнению с мягкими.
К ним относятся медно-цинковые и серебряные. С такими припоями можно работать только с мощными паяльниками, паяльными лампами или горелками.
В данной статье будут подробно описаны мягкие припои, которые используются для радиодеталей и ремонта техники.
Колофонская смола
Именно так называется общеизвестная канифоль — аморфное вещество с характерным изломом и стеклянным блеском сколов. Кроме того, что она обладает природным свойством диэлектрика, известны и такие особенности:
- хорошо растворяется в бензине, спирте, эфире и ацетоне, но остаётся безразличной к воздействию воды;
- температура плавления варьируется в пределах 50—70 градусов, но иногда повышается до 130 0C;
- в химическом составе присутствует до 90% смоляных кислот, основой является абиетиновая кислота;
- легко разрушается при незначительном механическом воздействии.
Цвет изменяется от светло-жёлтого до тёмно-бурого оттенков, что зависит от степени очистки и указывает на количество посторонних примесей. Отличные электроизоляционные свойства принадлежат смоле с лимонным окрасом.
Секреты выбора
Задача любого исполнителя состоит в создании крепкого и надёжного закрепления на плате радиодеталей, поэтому подбор припоя выполняется согласно следующим параметрам:
- Состав материалов, подвергающихся пайке — здесь надо учитывать характеристики материала, его способность к перегреву и многое другое.
- При пайке проводов или других крупных предметов применяются тугоплавкие припои.
- Иногда нужно применить припой, обладающий высокой способностью к проведению электрического тока, надо учитывать, что сопротивление олова намного меньше, чем у свинца, поэтому для спайки высокочастотных плат применяют дорогостоящие марки припоя.
В каждой конкретной ситуации исполнитель должен чётко знать соответствие припоя и соединяемого изделия, чтобы выбрать оптимальный вариант для качественной пайки.
Руководство по материалам и типам припоя
Рис. 1: Припой
В процессе пайки используется металлический сплав с низкой температурой плавления, называемый припоем, для создания постоянного соединения между металлическими частями. Пользователи плавят припой для соединения деталей после охлаждения. Этот процесс требует использования припоя с более низкой температурой плавления, чем у соединяемых деталей. Припой также должен быть устойчив к окислительным и коррозионным воздействиям, так как со временем это может привести к ухудшению состояния соединения.
Припои, используемые для выполнения электрических соединений, также должны обладать хорошими электрическими свойствами. Используемый припой также должен быть прост в использовании.
В то время как в механической и электронной промышленности широко используется припой для соединения и крепления компонентов, важно задаться вопросом, что такое припой, чтобы лучше понять его различные аспекты.
Содержание
- Основные типы припоя
- Форм-факторы
- Флюс
- Что такое холодная пайка?
- Что такое фитиль припоя?
- Критерии выбора
- Часто задаваемые вопросы
Посмотрите наш онлайн-выбор паяльного оборудования!
-
паяльные станции
-
припой
-
паяльные жала и насадки
-
Паяльные стойки и очистка
Основные типы припоя
Концепция соединения двух или более металлов сплавом с более низкой температурой плавления существует уже тысячелетия.
Тем не менее, современный припой в основном представляет собой смесь свинца, олова и флюса. К основным типам припоя относятся:
Свинцовый припой
Изобретение припоя на основе свинца положило начало ренессансу электроники. Наиболее распространенная смесь этого сплава представляет собой комбинацию 60/40 (олово/свинец) с температурой плавления 180-190°C. Олово, широко известное как мягкий припой, добавляется из-за его более низкой температуры плавления. Напротив, свинец предотвращает рост оловянных усов (приводит к короткому замыканию). По мере увеличения концентрации олова прочность на сдвиг и растяжение улучшается. В электронной, сантехнической и металлургической промышленности используется мягкий припой.
Бессвинцовые припои
Бессвинцовые припои набрали обороты, когда ЕС начал запрещать использование свинца в бытовой электронике. Производители в Соединенных Штатах могут иметь право на налоговые льготы, если они используют бессвинцовые припои. В бессвинцовых припоях количество оловянных усов можно уменьшить, применяя усовершенствованные процессы отжига, добавляя добавки на основе никеля и нанося конформные покрытия.
Температура плавления бессвинцовых припоев часто выше, чем у свинцовых. В некоторых бессвинцовых припоях используется индий, платина и наплавка.
Припой с флюсовым сердечником
Припой с флюсовым сердечником поставляется в “проволочной” катушке с восстановителем в середине. Во время пайки флюс высвобождается, восстанавливая (обращая вспять окисление) металл в точке контакта, что приводит к более чистой электронной схеме. Это также повышает смачивающие свойства припоя. Смачивание припоем — это этап процесса пайки, на котором металл в припое соединяется с металлами или компонентами на печатной плате. Припой плавится в процессе смачивания и может адекватно прилипать к компоненту печатной платы, обеспечивая превосходное сцепление припоя. Поскольку флюс удаляет оксиды с поверхности металла, смачивание улучшается. Существует две формы припоя с флюсовым сердечником. Это:
-
Канифольный сердечник: Припой с канифольным сердечником содержит умеренное количество флюса и припаивает детали с остатками флюса. Электрические схемы или печатные платы являются двумя такими примерами. В таких случаях, как правило, невозможно удалить остатки флюса, но удалить флюс необходимо, так как он может поглощать влагу, вызывая отделение покрытия от платы. Остаток канифольного флюса не вызывает коррозии; поэтому очистка после пайки не требуется. Мягкий характер сердцевины канифоли ограничивает ее применение для таких металлов, как медь и латунь. Таким образом, флюс с канифольным сердечником в основном используется в электронике.
- Кислотные ядра: Словосочетание «кислотное ядро» означает интенсивный флюс, соединяющий сталь и другие металлы. Пайщики должны удалить остатки флюса с этого сердечника после пайки, чтобы предотвратить коррозию детали. Для ремонта металла и сантехники следует использовать только кислотные стержни. Крайне важно подтвердить тип флюса в сердечнике, если для пайки требуется больше флюса, а внешний флюс должен соответствовать флюсу в сердечнике.
Электрические схемы или печатные платы являются двумя такими примерами. В таких случаях, как правило, невозможно удалить остатки флюса, но удалить флюс необходимо, так как он может поглощать влагу, вызывая отделение покрытия от платы. Остаток канифольного флюса не вызывает коррозии; поэтому очистка после пайки не требуется. Мягкий характер сердцевины канифоли ограничивает ее применение для таких металлов, как медь и латунь. Таким образом, флюс с канифольным сердечником в основном используется в электронике. Почему бессвинцовый припой необходим для конкретных применений
Рабочие на производствах со значительными выбросами свинца более чувствительны к опасностям, связанным со свинцом, поскольку они могут вдохнуть его или вступить с ним в контакт, прикасаясь к загрязненным поверхностям.
Поскольку некоторые приложения требуют от рабочих долгих часов работы с припоем, ядовитая природа свинца становится помехой. Кроме того, олово, содержащееся в бессвинцовом припое, образует на внешней стороне легкое оксидное покрытие, что приводит к гальванопокрытию.
Форм-факторы
Припой бывает нескольких видов, включая проволоку, заготовку припоя, пасту и порошок. Выбор между этими типами припоя требует тщательного изучения применения и общих требований.
Проволока для припоя
Проволока для припоя бывает различной толщины, а дизайн и флюс могут присутствовать или отсутствовать в проволоке. Проволока с порошковым припоем имеет множество применений, начиная от столярных работ на печатных платах и заканчивая соединением промышленных металлических подложек. Твердый припой используется для соединения механических деталей в сантехнической промышленности, соединения деталей на печатных платах, а также для других целей. Для эффективной работы твердой проволоке припоя требуется отдельный флюс.
Рис. 2. Пайка печатной платы
Пайка преформ
Наиболее специфичным (и ограниченным) типом припоя является припой преформ. Эта форма состоит из предварительно изготовленной формы, подходящей для конкретного применения. Штампованные припои с интегрированным флюсом являются наиболее распространенными. Припои-преформы обычно используются для кодирования микросхем, склеивания кристаллов, сборки печатных плат, герметизации, термопредохранителей и т. д. Возьмем пример соединения микросхем:
При соединении микросхем используется припой для соединения электронных компонентов, таких как основание схемы и полупроводниковый компонент. Техник помещает заготовку припоя между основанием схемы и полупроводниковым компонентом, затем нагревает ее в восстановительной среде.
Паяльная паста
Паяльная паста состоит из порошка припоя и густого флюса, который «печатается» на печатной плате с помощью трафарета. Флюс действует как временный клей, удерживая компоненты на поверхности, пока паста не нагреется.
После нагревания паста образует более прочную физическую связь. В пастах обычно используются оловянные или свинцовые сплавы.
Порошковый припой
Порошковый припой является альтернативой традиционному методу пайки проволокой. Большинство припоев на основе сплавов. Порошок припоя имеет одно существенное преимущество по сравнению с обычной проволокой для припоя. Порошок облегчает автоматизацию процесса пайки. Вместо того, чтобы наносить припой и флюс один за другим, их объединяют в предварительно смешанную паяльную пасту и используют сразу.
Флюс
Флюс очищает металлические детали от любых загрязнений или окислов перед пайкой. Оксиды накапливаются, когда металл вступает в реакцию с кислородом, препятствуя правильному соединению припоя. Поскольку флюс изменяет поверхностное натяжение расплавленного припоя, он защищает металлические детали от повторного окисления во время пайки. Некоторые припои являются самофлюсующимися, то есть они поставляются со встроенным флюсом, но другие требуют очистки.
Что такое холодная пайка?
Холодная пайка происходит, когда припой частично расплавляется из-за недостаточного нагрева. Холодные соединения имеют грубый и неправильный вид, и эта ошибка пайки приводит к нестабильности соединения. Вы можете исправить эту ошибку, повторно нагревая соединение до тех пор, пока припой снова не потечет. Чтобы избежать этой ошибки в будущем, убедитесь, что паяльник предварительно прогрет и работает с нужной мощностью.
Что такое фитиль припоя?
Фитиль для припоя — это метод удаления припоя с использованием флюса и плетеной медной проволоки. Отдельные лица используют этот процесс для удаления дефектных компонентов или исправления припоя.
Узнайте больше о пайке из наших технических статей о паяльных станциях и паяльных наконечниках.
Критерии выбора
При выборе припоя необходимо проверить четыре ключевых аспекта. К ним относятся:
-
Форм-факторы: Вам придется решить, подходит ли для вашего применения проволока для припоя, заготовка припоя, паяльная паста или припой.
- Размер частиц порошка сплава: Согласно заявке
- Содержание свинца: Свинец или без свинца
- Прочность на растяжение: Выберите припой, соответствующий вашим предпочтениям по прочности на растяжение.
- Температура плавления: Выберите припой с более низкой температурой плавления, чем у соединяемых металлов.
Убедитесь, что все соответствует спецификациям вашей работы.
Часто задаваемые вопросы
Где используется припой?
Электроника, системы кондиционирования воздуха, детали сантехники, радиаторы и пожарные спринклеры используют технику пайки.
Что делать, если я не могу паять провода?
Если вы не можете припаять провод, вы можете обвить его сростком.
Какой металл нельзя паять?
Высоколегированные нержавеющие стали, магний и титан плохо поддаются пайке.
Пайка — это то же самое, что и сварка?
Нет, они совершенно разные.
При пайке используется значительно меньше тепла, чем при сварке.
Посмотрите наш онлайн-выбор паяльного оборудования!
-
паяльные станции
-
припой
-
паяльные жала и насадки
-
Паяльные стойки и очистка
Пайка 101 – Кольца и вещи
Пайка (обычно произносится как пайка ) – это метод соединения металлических деталей с использованием другого металла, который имеет более низкую температуру плавления, чем соединяемые детали.
- Припой — это та часть, которая плавится при более низкой температуре.
- Flux — это вещество, которое очищает металлические поверхности для создания более прочного соединения и предотвращения окисления.
- Большинство — но не все! — мягкие припои и твердые припои требуют использования флюса.
Подробнее о мягком припое и твердом припое , а также о том, какие типы флюсов, горелок, паяльников и т.
д. работают с каждым типом припоя, см. ниже. Кольца и вещи имеют полная линейка расходных материалов для пайки как для твердого, так и для мягкого припоя.
Предупреждение: Если вы используете мягкий припой на ювелирных изделиях из стерлингового серебра, вы не сможете использовать твердый припой на них впоследствии. Когда вы нагреваете стерлинговый припой + мягкий припой до точки текучести твердого припоя , мягкий припой соединяется со стерлинговым серебром, и ваши украшения плавятся в лужу.
Что такое мягкий припой?«Мягкий» припой представляет собой припой на основе олова. Поскольку он плавится при низкой температуре, вы можете наносить мягкий припой с помощью электрического паяльника или пистолета. Вы также можете осторожно использовать горелку с мягким припоем (это зависит от приложения). Несмотря на то, что мягкие ювелирные припои аналогичны оловянно-свинцовым припоям со смоляным сердечником, используемым для электроники, и оловянно-свинцовым припоям с кислотным сердечником, используемым для сантехники, вы не должны заменять эти другие припои ювелирным припоем. Используйте мягкий припой для создания нестандартных украшений из недрагоценных металлов, сплавления компонентов из недрагоценных металлов, ремонта бижутерии и спаивания соединительных колец из недрагоценных металлов. Компоненты из латуни, меди и бронзы также можно сплавлять вместе с помощью твердых припоев (см. ниже). Предупреждение: Если вы используете мягкий припой на основе олова на ювелирном изделии из стерлингового серебра, вы никогда не сможете использовать для него горелку или твердый припой. Когда вы нагреваете серебро с мягким (оловянным) припоем, олово и серебро соединяются и становятся сплавом, плавящимся при очень низкой температуре. Ваша деталь может быть разрушена под воздействием тепла, так как металл плавится от пластыря мягкого припоя. Мы предлагаем следующие мягкие припои и совместимые флюсы: | ||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||
Изготовление ювелирных изделий с помощью мягкого припояВот лишь несколько примеров того, как мягкий припой может расширить возможности изготовления ювелирных изделий. Щелкните изображения ниже, чтобы получить практические советы, списки деталей и продукты! | ||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||
Что такое твердый припой?«Твердые» припои — это сплавы, которые плавятся при несколько более низких температурах, чем соответствующие сплавляемые металлические детали. Серебряные и золотые украшения требуют твердой пайки. Компоненты из меди, латуни и бронзы также можно сплавлять твердыми припоями. Помимо флюса, твердые припои обычно также требуют использования травильных растворов для очистки и удаления окисления с поверхности готовой детали. Серебряный твердый припой подходит для сборки серебряных украшений, а также может использоваться для сплавления латуни и/или меди (если вы не возражаете против того, чтобы соединения были другого цвета). Иногда возникает путаница, поскольку «твердый» припой с самой низкой температурой иногда называют «мягким» припоем. Лучшим термином может быть «легкий» для твердого припоя с самой низкой температурой. Твердый припой обычно бывает «легкий», «средний» и «твердый». Чтобы создать сложную деталь, начните с твердого припоя, а затем сплавляйте следующие элементы со средним припоем. У нас есть следующие твердые припои, совместимые флюсы и травильные растворы: | ||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||
Изготовление ювелирных изделий с помощью твердого припояЩелкните изображения ниже, чтобы получить советы, списки деталей и продукты для изготовления этих конструкций. | ||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||
Бессвинцовый припой. Флюс необходимо приобретать отдельно. 
Золотые припои обычно используются только для изготовления золотых украшений, тогда как медные, латунные и бронзовые припои обычно используются для изготовления медных, латунных и бронзовых украшений соответственно. Металлурги обычно используют кислородно-пропановые или кислородно-ацетиленовые горелки с твердым припоем, но многие задачи пайки также можно выполнять с помощью бутановых горелок. Используйте бутановую горелку для пайки соединительных колец, изготовления штифтов со сферической головкой, изготовления нестандартных проволочных звеньев и цепей, создания небольших рамок, сплавления мелких металлических компонентов и т. д. 
Добавьте последние детали с помощью легкой пайки. Таким образом, припой, удерживающий первые элементы, не будет течь или двигаться во время сборки последующих деталей. 
Присутствие фосфора делает этот припой самофлюсующимся. Плавится при 1310°F и течет при 1460°F. 
паяльный состав (может использоваться при температуре до 2000°F на драгоценных и недрагоценных металлах). 