Состав припоя – Все про припой ПОС | Мастер Пайки

alexxlab | 27.05.2020 | 0 | Разное

Припои и флюсы для монтажа и пайки

Припой — это сплав металлов, предназначенный для соединения деталей и узлов пайкой. Он должен обладать хорошей текучестью в расплавленном состоянии, хорошо смачивать поверхности соединяемых материалов, а в твердом состоянии иметь требуемую механическую прочность, стойкость к воздействию внешней среды, требуемый коэффициент теплового расширения и др.

Припой выбирают в зависимости от вида соединяемых металлов или сплавов, размера деталей, требуемой механической прочности и устойчивости к коррозии. Для пайки толстых проводов используют припои с температурой плавления более высокой, чем для пайки тонких проводов. В некоторых случаях необходимо учитывать и электропроводность припоя.

Припои разделяют на мягкие с температурой плавления ниже 400 °С и твердые с температурой плавления более 500 °С. Твердые припои отличаются более высокой прочностью при растяжении. К ним относятся главным образом медно-цинковые (ПМЦ) и серебряные (ПСр) припои. Основные характеристики припоев и область их применения приведены в таблице ниже.

В радиотехнической промышленности и радиолюбительской практике наиболее широко используются оловянно-свинцовые припои. Их разделяют на бессурьмянистые, содержащие не более 0,05 % сурьмы, малосурьмянистые, содержащие 0,05…0,5 % сурьмы, и сурьмянистые, содержащие 0,5…6 % сурьмы (ГОСТ 21930-76). Малосурьмянистые припои рекомендуются для пайки цинковых и оцинкованных деталей, сурьмянистые — в основном для пайки стальных деталей.

В настоящее время в основном “покупают”. Были времена когда часто “доставали”. Сегодня трудность заключается с выбором из многообразия флюсов и всевозможных припоев представленных на ветринах специализированных магазинов. В прошлом, не редко, было проще “достать” необходимые компоненты и приготовить припой самостоятельно.

Один из рецептов рассмотрим ниже…

Для самостоятельного изготовления припоя тщательно высушенные компоненты состава отвешивают на технических весах, расплавляют смесь в металлическом тигле над газовой горелкой и, перемешав расплав стержнем из мягкой древесины или стали, стальной пластинкой снимают пленку шлака с поверхности расплава. Затем осторожно разливают расплав в формы-желоба из жести, дюралюминия или гипса. Плавку необходимо выполнять в хорошо проветриваемом помещении, надев защитные очки, перчатки и фартук из грубой ткани.

Основные характеристики и область применения припоев

Марка Состав, % Температур плавления, °С Прочность при растяжении, кг/мм Применение
ПОС-90 Олово – 80…91, свинец – остальное 220 4,9 Для пайки пищевой посуды и медицинских инструментов
ПОС-61 Олово – 60… 62, свинец – остальное 190 4,3 Для лужения и пайки в аппаратуре, где недопустим перегрев
ПОС-40 Олово – 39…41, свинец – остальное 238 3,8 Для пайки в электроаппаратуре и деталей из оцинкованной стали
ПОС-ЗО Олово – 29…31, свинец – остальное 256 3,3 Для лужения и пайки деталей из меди и ее сплавов и стали
ПОС-10 Олово – 9.. .11, свинец – остальное 299 3,2 Для лужения и пайки контактных поверхностей в электроаппаратуре
ПОС-61М Олово – 60…62, медь – 1,2.. .2, свинец – остальное 192 4,5 Для лужения и пайки электропаяльником тонких медных проводов, печатных проводников и фольги
ПОСК 50-18 Олово – 49.. .51, кадмий – 17… 19,свинец – остальное 145 6,7 Для пайки чувствительных к перегреву деталей
ПОССр-15 Олово – 15, цинк – 0,6, свинец – 83, 1 5, серебро – 1,25 276 Для пайки деталей из цинка и оцинкованной стали
Авиа-1 Олово – 55, цинк – 25, кадмий – 20 200 Для пайки тонкостенных деталей из алюминия и его сплавов
Авиа-2 Олово – 40, цинк – 25, кадмий – 20, алюминий – 1 5
250
То же
34А Медь – 27…29, кремний – 5…7, алюминий – остальное 525 Для пайки деталей из меди и ее сплавов при высоких требованиях к прочности соединения
МФ1 Фосфор – 8,5.. .10, медь – остальное 800 Для пайки деталей из меди и сталей при невысоких требованиях к прочности
ПСр-25 Медь – 40, серебро – 25, цинк – 35 780 28 Для пайки деталей из сталей, меди и ее спагвов при высоких требованиях к прочности и антикоррозийной стойкости
Сплав Вуда Олово – 12,5, свинец – 25, кадмий – 12,5, висмут – 50 60,5 _
Для пайки в тех случаях, когда требуется очень низкая температура плавления припоя
Сплав д’Арсе Олово – 9,6, свинец – 45,1, висмут – 45,3 79 То же

Примечание. В припоях марок ПОС допускаются следующие примеси (%): висмут – 0,1. мышьяк – 0,05, железо, никель, сера – до 0,02, цинк, алюминий – до 0,002, медь – до 0,05. В припое марки ПСр-25 допускается не более 0,5% примеси, в том числе не более 0,15 % свинца.

ФЛЮС — это вещество или смесь, предназначенная для растворения и удаления оксидов с поверхности спаиваемых деталей. Он должен надежно защищать поверхности деталей и припоя от окисления в процессе пайки. Выбор флюса зависит от соединяемых пайкой металлов или сплавов и применяемого припоя, а также от вида монтажно-сборочных работ. Температура плавления флюса должна быть ниже температуры плавления припоя. Флюсы разделяют на активные (кислотные), бескислотные, активированные и антикоррозионные.

Активные флюсы интенсивно растворяют оксидные пленки на поверхности металла, чем достигается высокая механическая прочность соединения. Такие флюсы используют, когда можно полностью удалить их остатки с поверхности соединяемых деталей и места пайки. При монтаже и ремонте бытовой электронной технике и радиоаппаратуры активные флюсы применять нельзя.

Бескислотные флюсы изготовляются на основе канифоли, которая при пайке очищает поверхность от оксидов и защищает ее от окисления. Их широко используют при монтаже радиоаппаратуры. Удаление этих флюсов после пайки не обязательно.

Активированные флюсы изготовляют на основе канифоли с добавкой активизаторов. Они пригодны для соединения металлов и сплавов, плохо поддающихся пайке (сталь, никель, нихром и др.).

Антикоррозионные флюсы не вызывают коррозии после пайки. Некоторые из них можно не удалять с места пайки. Состав и область применения некоторых флюсов приведены в таблице ниже. При пайке медными и латунными припоями, которые отличаются высокой температурой плавления, в качестве флюссв используют главным образом буру (Na2B4O7) и смеси ее с борной кислотой (Н3ВO3) и некоторыми другими солями.

Состав и область применения флюсов

Состав, % Применение Способ удаления остатков
Активные флюсы
Хлорид цинка – 25.. .30, соляная кислота – 0,6.. .0,7, вода – остальное При пайке деталей из черных и цветных металлов Тщательная промывка водой
Флюс-паста: хлорид цинка (насыщенный раствор) – 3,7, вазелин УН-1 или УН-2 – 85, дистиллированная вода – остальное То же То же
Флюс КЭЦ: канифоль – 24, хлорид цинка – 1, спирт этиловый – остальное При пайке цветных и драгоценных металлов, а также ответственных деталей из черных металлов Промывка ацетоном
Флюс-паста: канифоль – 16, хлорид цинка – 1, вазелин УН-1 или УН-2 – остальное То же, если требуется повышенная прочность соединения То же
Бескислотные флюсы
Канифоль светлая При пайке меди и ее сплавов во время электромонтажных работ мягкими припоями Промывка ацетоном или спиртом
Флюс КЭ: канифоль – 15,.. 28, спирт этиловый – остальное
То же. Удобен для переноса в труднодоступные места
То же
Глицериноканифольный флюс: канифоль – 6, глицерин – 14, спирт этиловый (или денатурат) – остальное То же, когда требуется герметичность соединения То же
Активированные флюсы
Флюс ЛТИ-1: спирт этиловый – 67…73, канифоль - 20…25, солянокислый анилин – 3…7, триэтаноламин — 1…2 При пайке большинства металлов и сплавов (сталь, нержавеющая сталь, медь и ее сплавы, цинк, нихром, никель, серебро и др.) Удаление не обязаятельно
Флюс ЛТИ-1: спирт этиловый – 63…74, канифоль - 20…25, днэтиламин солянокислый – 3…5, триэтаноламин – 1…2 То же То же
Антикоррозийные флюсы
Флюс ВТС: вазелин технический – 63, триэтаноламин - 6,3, салициловая кислота – 6,3, спирт этиловый – остальное При пайке меди и ее сплавов, константана, серебра, платины и ее сплавов Промывка спиртом или ацетоном
Флюс ФИМ: ортофосфорная кислота (плотность 1,7 г/см3) – 1 6, спирт этиловый – 3,7, вода дистиллированная – остальное То же, а также при пайке черных металлов Промывка водой
Флюс с анилином; солянокислый анилин – 1,75, глицерин - 1,5, канифоль – остальное. Для уменьшения вязкости добавляют уайт-спирит То же. В большинстве случаев может заменить флюсы ВТС и ФИМ Удаление не обязательно

www.xn--b1agveejs.su

75.Припой для зуботехнических сплавов. Состав, свойства, применение

Припой  металл или сплав, заполняющий зазор между соединяемыми деталями при паянии.

ПРИПОИ

Текучесть припоя увеличивается с повышением температуры, поэтому расплавленный припой течет в направлении от холодных частей к горячим. Этим свойством пользуются в процессе пайки, передвигая пламя вдоль места спайки. Припой течет за пламенем, и получается хороший шов. Иногда припой кладут на одну часть спаиваемой детали, а нагрев ведут другой, встык расположенной. Перетекая к детали , припой заполняет щель, и детали спаиваются. Для получения высокой прочности спайки расстояние между деталями должно быть минимально, чтобы количество припоя тоже было минимальным. В месте соприкосновения деталей и припоя происходит диффузия ( проникновение ) одного металла в другой. Скорость диффузии зависит от материала протеза и припоя, а также температуры.

Для предотвращения растекания припоя на поверхности детали на расстоянии 2 – 2,5 мм от места пайки при помощи карандаша наносят слой графита.

Зуботехнические припои поставляются в виде : стружки, стержней, проволоки и кубиков с ребром длиной 1 мм.

Припои для золота

Припой для золота имеет более низкую пробу, чем золото идущее на изготовление протеза.

Температура плавления золотых припоев 750 – 800?С.

Припой 750-й пробы. Состав : золота – 75 % , серебро – 5 % , медь – 13 % , кадмий – 5 % , латунь – 2 %. Цвет припоя бледно – желтый с красноватым оттенком. Температура плавления колеблется от 791 – 810 ?, в зависимости от количества кадмия. Применяется при пайке мостовидных протезов, штифтовых зубов, бюгельных протезов.

Припой 583 -й пробы. Состав : золота – 58,3 % , серебра 13,7 % , меди 28 % . Цвет красновато – желтый. Применяется для пайки штифтовых зубов, бюгельных протезов.

Припои для нержавеющей стали.

Для нержавеющей стали применяют припой предложенный Цитриным Д.Н, ПСР – 37. Состав : серебро – 37 % , медь – 38 % , цинк – 15 % , кадмий – 0,5 % , марганец – 5,2 % , никель 4 % , магний 0,3 % . Температура плавления 800?. Хорошо растекается, хорошо диффундирует в спиваемую поверхность.

На пайку техник списывает 0,15 г припоя.

Требования к припоям :

1) по физико-химическим свойствам должны приближаться к спаиваемым металлам

2) иметь t плавления на 50 – 100? С ниже , чем спаиваемые детали

3) обладать хорошими антикоррозийными свойствами

4) не должны быть токсичными и разрушаться в полости рта

5) должны обладать высокой прочностью, текучестью, хорошо смачиваться флюсом.

82.Отбеливание. Отбелы. Состав, свойства, применение.

Отбелы – специальные вещества для растворения окисной пленки. Для отбеливания используют водные растворы кислот или смеси. Отбелы должны хорошо растворять окисную пленку и как можно меньше реагировать с металлом. Отбеливание металлических сплавов производится растворами неорганических кислот. Рецепты отбелов для нержавеющей стали (в процентах по объему): 1) хлористоводородная кислота – 44, серная – 22, вода -34; 2) хлористоводородная кислота – 47, азотная – 6, вода – 47; 3) хлористоводородная кислота – 5, азотная – 10, вода – 85.

Ответ 84Серебряно-палладиевые сплавы. Состав, свойства. Применение.

Серебряно-палладиевые сплавы отбеливают в 10-15% растворе хлористоводородной кислоты. Сплавы на основе золота после термической обработки покрываются тонким слоем окалины, которая легко удаляется 30% раствором хлористоводородной кислоты.

Ответ 85.Пластмассы, применяемые для облицовки промежуточной части паяного мостовидного протеза.

Villacryl STC Hot – Полиметакрилатный материал горячей полимеризации предназначен для облицовки коронок и мостовидных протезов, а также для ремонта коронок и мостовидных протезов, облицованных акриловой пластмассой.

Преимущества:

• эстетическая расцветка;

• хорошо переносится пациентом;

• высокая твёрдость;

• обеспечивает пациенту комфортное пользование протезом;

• состав материала гарантирует стабильность окраски.

Расцветка: Имеются следующие цвета: А-1; А-2; А-3; А-3,5; А-4; В-1; В-2; С.

Ответ 86 Полировочные средства для нержавеющей стали. Способы применения.

Отбеливание металлических сплавов производится растворами неорганических кислот. Рецепты отбелов для нержавеющей стали (в процентах по объему): 1) хлористоводородная кислота – 44, серная – 22, вода -34; 2) хлористоводородная кислота – 47, азотная – 6, вода – 47; 3) хлористоводородная кислота – 5, азотная – 10, вода – 85.

Ответ 87. Нержавеющая сталь (состав, свойства, применение). Недостатки нержавеющей стали.

Нержавеющая сталь, применяемая в ортопедической стоматологии — многокомпонентный сплав. В него входят железо, хром, никель, углерод, титан и ряд других добавок. Главным компонентом, обеспечивающим коррозионную устойчивость сплава, является хром. Его содержится в сплаве 17—19%. Минимальное содержание хрома, обеспечивающее коррозионную стойкость сплава, должно быть не меньше 12—13%. Для повышения пластичности сплава в него добавляют 8—11% никеля. Присутствие никеля делает сплав ковким, что облегчает обработку давлением. В промышленности виды стали принято обозначать марками. Компоненты, входящие в состав сплава, обозначают буквами: кремний —С, хром—X, никель—Н, титан —T и т. д. Цифрами обозначают процент содержания компонента в сплаве. Первая цифра марки обозначает содержание углерода в десятых долях процента. Наиболее распространенной в зубопротезной практике-является нержавеющая сталь марки 1Х18Н9Т. Этот сплав состоит из 72% железа, 18% хрома, 9% никеля, 0,1% углерода и до 1% титана. В небольшом количестве всегда присутствуют посторонние примеси, среди которых наиболее . нежелательными являются сера и фосфор. Железо с углеродом в сплавах может находиться в различных сочетаниях: в виде химического соединения — карбида железа Fe3C или в виде твердого расплава, когда атомы углерода располагаются в кристаллической решетке между атомами железа. Углерод в сплаве может находиться в свободном состоянии в виде графита. Различные виды связи железа с углеродом наблюдаются при термической обработке стали, ее кристаллизации из расплава. Нержавеющая сталь нашла широкое применение при изготовлении зубных протезов. Из нее делают различные виды несъемных зубных протезов, металлические части съемных протезов (кламмеры, дуги и т. п.). Нержавеющая сталь аустенитной структуры благодаря пластичности и ковкости хорошо обрабатывается методом давления. Для изготовления штампованных коронок промышленность выпускает стандартные гильзы. Их получают из листа стали марки 1Х18Н9Т толщиной 0,25—0,3 мм методом холодной штамповки. Следует иметь в виду, что стандартные гильзы из нержавеющей стали имеют разную толщину. Наиболее истонченной частью оказывается область перехода боковых стенок ко дну. Вследствие возникающего при штамповке наклепа структура стали в гильзах оказывается деформированной. Для придания гильзам хорошей ковкости в зуботехнических лабораториях их подвергают отжигу при температуре 1000—1050°С. В настоящее время Ленинградский завод «Медполимер» выпускает 22 размера гильз диаметром 6—16 мм через каждые 0,5 и 18 мм. Из этой же стали выпускают проволоку диаметром 0,6; 0,8; 1,0; 1,2; 1,5 и 2,0 мм для изготовления различных ортодонтических аппаратов, кламмеров, штифтов. Кроме этого, выпускают 2 вида стандартных кламмеров диаметром 1,0 и 1,2 мм. Сталь марок ЭИ-95 и ЭЯ1Т имеет хорошие литейные свойства и применяется для отливки различных деталей зубных протезов. Недостатком ее является относительно большая усадка приглитья (до З%), низкий предел прочности (около 30 кгс/мм2), показывающий величину нагрузки, необходимую, чтобы вызвать остаточную деформацию материала. Эту сталь используют и для промышленного изготовления стандартных защиток для фасеток и зубов, которые комплектуют гарнитурами (передние и боковые зубы). Стандартные зубы применяют крайне редко, главным образом в районах, где нет условий для организации индивидуального литья.

studfiles.net

Бессвинцовые припои. Состав и особенности припоев без свинца.

Состав, свойства и особенности припоев без свинца

Ликвидируем безграмотность в таком вопросе, как бессвинцовые припои.

Припои, в составе которых присутствует свинец, называют свинцовыми или свинцовосодержащими.

Стоит отметить тот факт, что соединения свинца вредны для здоровья. В том числе и по этому, в последнее время всё активнее применяются не содержащие свинец припои.

В Европе и США с недавних времён, а точнее с июля 2006 года директивой RoHS принят запрет на использование свинец-содержащих припоев в производстве электроники. Под раздачу также попали такие химические элементы, как кадмий, ртуть, шестивалентный хром и некоторые другие. Их содержание в электронных компонентах строго нормировано.

Наверняка Вы уже наблюдали вот такой логотип на корпусе своего ноутбука или другого электронного устройства (см. фото). Он обозначает, что устройство собрано с применением бессвинцовой технологии.


Эмблема RoHS на корпусе нетбука

Не считайте, что применение бессвинцовых технологий чем-то улучшает потребительские качества электроники. Возможно это и так. Японцы, например, давно занимаются разработкой и внедрением бессвинцовых технологий в производство и, естественно, добились в этом успехов.

Но для тех производителей, которые впервые столкнулись с ограничениями на применение свинца, возникает вопрос переоснащения производства и, как следствие, это удорожает электронную продукцию.

Стоит отметить тот факт, что бессвинцовая технология пайки требует применения соответствующих радиоэлектронных компонентов, адаптированных для пайки припоями без свинца. По сравнению с обычными свинцовыми припоями, они имеют пониженные характеристики по смачиваемости и текучести, требуют соблюдения дополнительных технологических мер при пайке, так как возникает необходимость в выдержке узкой границы термопрофиля.

Известно, что оптимальной температурой при пайке свинец-содержащими припоями считается температура 180 – 2300C. Температура плавления большинства бессвинцовых припоев лежит в интервале 200 – 2500C. Есть и такие, температура плавления которых ниже 1800С.

Припои, не содержащие свинца, дороже обычного свинцово-оловянного. Также вызывает много споров качество пайки бессвинцовыми припоями.

Итак, перейдём ближе к теории.

Для замены свинца в припое применяются такие металлы, как медь (Cu), серебро (Ag), висмут (Bi), индий (In), цинк (Zn) и даже золото (Au).

В изготовлении электроники хорошо зарекомендовал себя трёхкомпонентный сплав олова, серебра и меди (SnAgCu). Процентное соотношение металлов в сплаве может быть разным – до сих пор нет строгого мнения по этому вопросу. Несмотря на это, большую часть в сплаве занимает олово (95-97%). Температура расплавления данного сплава составляет 217-2210C. Чтобы он был пригоден для пайки волной, в него вводят небольшой процент сурьмы (0,5%).

Сплав SnAgCu с добавлением сурьмы (Sb) применяется в изготовлении особо ответственных узлов в оборонной технике и автономных устройствах.

СплавТемпература плавления, 0C
Sn96,5/Ag3/Cu0,5221
Sn95,5/Ag3,8/Cu0,7217
Sn96,7/Ag2/Cu0,8/Sb0,5216 – 222

Хорошими качествами обладают припои, в которых роль свинца выполняет серебро (SnAg).

СплавТемпература плавления, 0C
Sn96,5/Ag3,5221
Sn98/Ag2221 – 226

Наличие в сплаве серебра улучшает механические свойства пайки. Тестами доказано, что припои, содержащие серебро, делают пайку более прочной, чем аналогичные свинцовосодержащие. Кроме того, серебро обладает хорошей проводимостью. Нередко такие сплавы применяются в профессиональной промышленной электронике и системах связи, где механическая надёжность и качество соединения очень важно.

В сплаве Sn42Bi58 вместо свинца используется висмут (его содержание – 58%). За счёт висмута улучшается легкоплавкость (температура плавления 133-1400C), но ухудшается смачиваемость.

Используется в плавких предохранителях, а также при ступенчатой пайке и монтаже деталей и компонентов, чувствительных к высокой температуре.

Припои с содержанием висмута (Bi), индия (In), цинка (Zn) и серебра (Ag).

СплавТемпература плавления, 0C
Sn93,5/Ag3,5/Bi3206 – 213
Sn90,5/Ag2/Bi7,5207 – 212
Sn89/Bi3/Zn8189 – 199
Sn70/Bi20/In10143 – 193
Bi67/In33107 – 112

Припои с содержанием висмута и индия обладают высокой стоимостью. На поставки этих металлов есть ограничения. Также их не рекомендуют применять в приборах с высокой температурой эксплуатации.

Высокотемпературные припои на основе сурьмы (Sb) и золота (Au).

СплавТемпература плавления, 0C
Sn95/Sb5232 – 240
Sn20/Au80 (Золотой припой)280

Припой Sn91Zn9 считается высокотемпературным (91% олова и всего лишь 9% цинка). Температура его плавления составляет 195-2000C. Высокую температуру плавления данному сплаву придаёт практически 100% содержание олова, которое также способствует увеличению прочности.

Припои с содержанием цинка заслужили нелучшую славу. Причина в том, что цинк придаёт сплаву повышенную химическую активность и низкую коррозийную стойкость. В связи с этим, припои на основе цинка требуют использования активных флюсов, а это требует обязательной отмывки после пайки. Припойные пасты с содержанием цинка нельзя долго хранить. А пайку ими рекомендуется вести в среде защитного газа.

Наиболее удачным для замены оловянно-свинцового припоя Sn63Pb37 является близкий по свойствам сплав Sn95,5Ag3,8Cu0,7. Он применяется для пайки оплавлением при поверхностном монтаже элементов.

Двухкомпонентный припой Sn99,3Cu0,7 имеет низкую прочность пайки и довольно высокую температуру расплавления в 2270C. По сравнению с оловянно-медными припоями лучшими качествами, как по смачиваемости, так и по прочности, обладают серебросодержащие. Так припой Sn96,5Ag3,5 успешно применяется при сборке специальной аппаратуры. Тесты показали, что он имеет более высокие показатели надёжности по сравнению с аналогичными свинцовыми припоями.

Как видим, есть припои, в которых свинец отсутствует вовсе, и его нет даже в небольшом процентном отношении. Но так ли плох свинец на самом деле?

Свинец, как в виде сплава, так и в чистом виде известен человечеству давно. Использовался для изготовления даже водопровода в Древнем Риме! Да, именно так, хотя его химические соединения опасны для здоровья, он имеет свойство накапливаться в организме.

Свинец довольно дёшев и обладает свойствами, которые придают припою необходимые характеристики. В связи с этим, с помощью свинца и заменяют олово в припое. Свинец устойчив к действию серной кислоты, применяется для опрессовки кабеля. Без свинца не могло бы быть такого важного направления как ядерная энергетика.

Чистым оловом также можно производить пайку, но оно довольно дорого, обладает высокой температурой плавления (231,90C) и таким нежелательным, но удивительным свойством, как “оловянная чума”.

Самое забавное, что принимаются попытки замены свинца на другие компоненты в таких сферах как производство оружия. Ни для кого не секрет, что пули изготавливают, в том числе, и из свинца.

Так что, возможно, в скором времени можно будет сказать, что для уничтожения себе подобных используются боеприпасы безопасные для экологии и здоровья .

Главная &raquo Радиоэлектроника для начинающих &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

 

go-radio.ru

Припои и флюсы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Припои и флюсы

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.

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.

Припои

Выбор припоя зависит от соединяемых металлов или сплавов, от способа пайки, температурных ограничений, размеров деталей, требуемой механической прочности, коррозионной стойкости и др.
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 (ПОС 61, ПОС 40). Для получения специальных свойств в состав оловянно-свинцовых припоев вводят сурьму, кадмий, висмут и другие металлы. Состав некоторых таких припоев приведён в таблице – 2.

Таблица N1. Легкоплавкие припои.

Марка припоя

Температура

Область применения

ПОС 90

222 °C

Пайка деталей и узлов, подвергающихся в дальнейшем гальванической обработке (серебрение, золочение)

ПОС 61

190 °C

Лужение и пайка тонких спиральных пружин в измерительных приборах и других ответственных деталей из стали, меди, латуни, бронзы, когда не допустим или нежелателен высокий нагрев в зоне пайки. Пайка тонких (диаметром 0,05 – 0,08 мм) обмоточных проводов, в том числе высоко – частотных (лицендрата), 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 °C

То же, но когда допускается более высокий нагрев, чем при ПОС 61

ПОС 40

235 °С

Лужение и пайка токопроводящих деталей неответственного назначения, наконечников, соединение проводов с лепестками, когда допускается более высокий нагрев, чем при ПОС 50 или ПОС 61.

ПОС 30

256 °С

Лужение и пайка механических деталей неответственного назначения из меди и её сплавов, стали и железа.

ПОС 18

277 °С

Лужение и пайка при пониженных требованиях к прочности шва, деталей неответственного назначения из меди и её сплавов, оцинкованного железа.

ПОССу 4 – 6

265 °С

Лужение и пайка деталей из меди и железа погружением в ванну с расплавленным припоем.

ПОСК 50

145 °С

Пайка деталей из меди и её сплавов, не допускающих местного перегрева. Пайка полупроводниковых приборов.

ПОСВ 33

130 °С

Пайка плавких предохранителей.

ПОСК 47 – 17

180 °С

Пайка проводов и выводов элементов к слою серебра, нанесённого на керамику методом вжигания.

П 200

200 °С

Пайка тонкостенных деталей из алюминия и его сплавов.

П 250

280 °С

Сплав “Розе”

92-95 °С

Пайка, когда требуется особо низкая температура плавления припоя.

Cплав д’Арсенваля

79 °С

Сплав Вуда

60 °С

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.

Флюсы.

Флюсы растворяют и удаляют оксиды и загрязнения с поверхности паяемого соединения. Кроме того, во время пайки они защищают от окисления поверхность нагреваемого металла и расплавленный припой. Всё это способствует увеличению растекаемости припоя, а следовательно, улучшению качества пайки.
Флюс выбирают в зависимости от свойств соединяемых пайкой металлов или сплавов и применяемого припоя, а также от способа пайки.
Остатки флюса, особенно активного, т продукты его разложения нужно удалять сразу после пайки, так как они загрязняют места соединений и являются очагами коррозии.
При монтаже электро и радиоаппаратуры наиболее широко применяются канифоль и флюсы, приготовленные на её основе с добавлением неактивных веществ – спирта, глицерина и даже скипидара. Канифоль негигроскопична, является хорошим диэлектриком, поэтому не удаленный остаток её не представляет опасности для паяного соединения. Данные о флюсах, наиболее часто применяемых в любительской практике, приведены в таблице2 и 3.

Таблица N2. Неактивные(безкислотные) флюсы.

Состав в %

Область применения

Способ удаления остатков

Канифоль светлая

Пайка меди, латуни, бронзы легкоплавкими припоями.

Промывка кистью или тампоном, смоченным в спирте или ацетоне.

Канифоль – 15-18; спирт этиловый – остальное (флюс спиртоканифольный)

То же, и пайка в труднодоступных местах

Тоже

Канифоль – 6; глицерин -14; спирт этиловый или денатурированный – остальное (флюс глицерино-конифольный)

То же, при повышенных требованиях к герметичности паяного соединения.

То же

Таблица N3. Активные (кислотные) флюсы.

Состав %

Область применения

Способ удаления остатков

Хлористый цинк – 25-30; концентрированная соляная кислота – 06-07; остальное вода

Пайка деталей из чёрных и цветных металлов.

Тщательная промывка водой.

Хлористый цинк (насыщенный раствор) 3,7: вазелин технический 85; вода дистиллированная -остальное (флюс паста)

То же, когда по роду работы удобнее пользоваться пастой.

Тщательная промывка водой.

Хлористый цинк – 1,4; глицерин – 3; спирт этиловый -40; остальное вода дистиллированная.

Пайка никеля, платины и её сплавов.

Тщательная промывка водой.

Канифоль – 24; хлористый цинк – 1; остальное этиловый спирт.

Пайка цветных и драгоценных металлов (в том числе золото), ответственных деталей из чёрных металлов.

Промывка ацетоном.

Канифоль – 16; хлористый цинк – 4; вазелин технический – 80; (флюс паста)

То же, для получения соединений повышенной прочности, но только деталей простой конфигурации, не затрудняющей промывки.

Тщательная промывка водой.

Пайка алюминия припоями ПОС затруднительна, но всё же возможна, если оловянно-свинцовый припой содержит не менее 50% олова (ПОС 50, ПОС 61, ПОС 90).
В качестве флюса применяют минеральное масло. Лучшие результаты получаются при использовании щелочного масла (для очистки оружия после стрельбы). Удовлетворительное качество пайки обеспечивает минеральное масло для швейных машин и точных механизмов.
На место пайки наносят флюс и поверхность алюминия под слоем масла зачищают скребком или лезвием ножа, чтобы удалить имеющуюся всегда на поверхности алюминия оксидную плёнку. Паяют хорошо нагретым паяльником. Для пайки тонкого алюминия достаточна мощность паяльника 50 Вт, для алюминия толщиной 1 мм и более желательна мощность 90 Вт. При пайке алюминия толщиной более 2 мм место пайки нужно предварительно прогреть паяльником и только после этого наносить флюс.

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.

 

sergofan5.narod.ru

Легкоплавкие, мягкие припои. Виды. Состав.

Мягкие припои виды. Мягкие припои состав. 4.25/5 (85.00%) проголосовало 4

 

Мягкие припои нужны для пайки деталей под низкими температурами. С помощью данных припоев возможно соединение твердых металлов с более высокими температурами плавления. Соединение деталей происходит благодаря диффузии (от латинского diffusio – растекание, распространение, рассеивание, взаимодействие. Процесс, с помощью которого молекулы одного вещества проникают в молекулы другого вещества, в итоге происходит выравнивание их концентрации по занимаемому объему). Т.е. молекулы припоя проникают в молекулы спаиваемых деталей, благодаря взаимному растворению и образуется прочное соединение с хорошей электропроводностью. Предел прочности у таких припоев составляет 5 – 7 кг·с/мм2.

Максимальные температуры плавления достигают 400 ºС, а иногда и 450 ºС. Также мягкими припоями возможна пайка таких легкоплавких металлов и сплавов как свинец, цинк и даже олово.  Чем больше процент содержания олова в смеси, тем меньше температура плавления припоя. В мягкие сплавы припоев входят не только олово и свинец, также там идет добавление висмута, кадмия, таллия, индия, цинка, калия, галлия и других химических веществ. Эти химические вещества служат заменителями олова в смеси припоя, из-за его дефицитности. В таких смесях процент содержания олова маленький, а в некоторых его и вовсе может и не быть.

 

Виды припоев.

 

Индиевые припои служат для пайки деталей, которые чувствительны к повышениям температуры. Обладают высокими антикоррозийными свойствами в щелочных растворах. Отдельные припои с индием используют для пайки стекла, а именно ПОИн 52 (52 % In и 48 % Sn) с температурой плавления — 117 ºС. Способом натирания их наносят на поверхность стекла. Индий имеет хорошую смачиваемость поверхностей металлических и неметаллических деталей. Нашел свое применение в пайке полупроводников (пластмассы, стекла).

 

Мягкие припои состав.

 

Таблица 1. Химический состав индиевых припоев.

Содержание элементов, %Температураполногорасплавления, °С
InCdPbSnAgZnTiBi
2575231
80155156
97,22,8143
42,87,846,82,6121
5050120
44,246,89,0117
7424,251,75116
48,24461,8108
44144293
44,213,641,40,890
663472
7426123
97141

.

Припои с висмутом относятся к легкоплавким сплавам. Имеют характерные отличия в увеличении объема при переходе из жидкого состояния в твердое, а также при охлаждении. Сам по себе висмут металл малопластичный и его очень редко применяю для пайки. Температурные интервалы припоев с висмутом лежат в пределах от 47 до 145 ºС. Припои с висмутом обладают высоким электросопротивлением и низкими механическими свойствами. Плохо смачивают отдельные металлы как железо. В висмутовые припои входят сплав Вуда и сплав Розе.

 

Читайте также:

Припои для пайки. Твердые и мягкие припои.;

Свинец, свойство металла. Пункт приема свинца.;

Припой ПОС-40 Технические характеристики.

 

Сплав Вуда. Температура плавления — 68.5 ºС. Состав такого сплава составляет 50% Bi (висмут), 25% Pb (свинец) 12,5% Sn (олово), 12.5% Cd (кадмий). Сплавы из Вуда используют в операциях изгиба тонкостенных труб, в изготовлении с помощью гальванопластики полых тел, заливают шлифы металлографические, в датчиках пожарных сигнализаций, химических лабораториях в качестве низкотемпературной бани.

Сплав Розе. Эти сплавы отличаются своей низкой токсичностью по сравнению с другими сплавами. Температура плавления данного сплава — 94 ºС. В его состав входит 50% Bi (висмут), 25% Pb (свинец) 25% Sn (олово). Используют в качестве полупроводниковой техники в лабораториях и электрических предохранителей.

 

Таблица 2. Химический состав припоев с висмутом.

Марка припояСодержание компонентов, %Температура начала плавления, °CТемпература полного расплавления, °СПредел прочности при растяжении, МПа
SnPbSbCdAgZnBiInGa
32,4-34,432,3-34,3 —33,3–33,412013060
Сплав Вуда12-1324-2512-1349 -51667061
Сплав Розе24,5-25,524,5-25,549-51909270

.

Галлиевые припои имеют хорошую смачиваемость поверхности и низкую температуру плавления. Поэтому галлий используют в смеси припоев. Обладает хорошей диффузией с взаимодействием с легкоплавкими металлами как кадмий, олово, свинец, цинк. Галлий при нагреве на воздухе, при температуре выше 400 ºС превращается в темную порошковую массу, это означает, что галлий интенсивно окисляется. Двойные сплавы галлия с золотом, серебром, медью, никелем, титаном, кобальтом, магнием годятся для диффузионной пайки титана, меди, а также и других металлов. В последнее время припои с галлием используют для диффузионной пайки меди. Галлий крайне редко применяется в качестве основы в расплавляемых припоях.

 

Таблица 3. Химический состав галлиевых припоев.

Марка припояСодержание компонентов, %
GaInSnCuAg
165-7035-30
237-3263-68
3601030
46010264
Г736,216,67,2223
Г1730,213,86,050
539,64,456

.

Изготавливают мягкие припои в виде проволоки, прутков и болванок, обычно небольших диаметров от 3 мм.

Легкоплавкие припои должны соответствовать нескольким требованиям:

— хорошая пластичность;

— коррозийной устойчивостью;

— высокой электропроводностью;

— низкой токсичностью;

— высокой текучестью (лужение).

 

Применение мягких припоев.

 

Наиболее часто используют мягкие припои для сборки или ремонта радиотехники, из-за малой механической прочности, невысоких
температур плавления и хорошей электропроводности.

Возможно вам будут интересны другие мои статьи:

 

 

 

mechanicinfo.ru

Легкоплавкие и мягкие припои

Легкоплавкие и мягкие припои

Химический состав и температура плавления некоторых легкоплавких сплавов.
В.А. Коган “Справочник по металлам и сплавам для полиграфистов” М. “Книга” 1980, стр. 191.

Сплав

Химический состав, %

Температура плавления °С

Вi

Cd

Pb

Sn

Hg

1

Весьма легкоплавкий

36,0

6,0

28,0

30,0

48

2

То же

42,0

6,0

32,0

20,0

58

3

Сплав Вуда

50,0

12,5

25,0

12,5

68

4

Сплав Липовица

50,1

10,0

26,6

13,3

68

5

Легкоплавкий сплав

50,0

6,2

34,5

9,3

77

6

Сплав Лихтенберга

50,0

30,0

20,0

92

7

Сплав Ньютона

50,0

31,2

18,8

94

8

Легкоплавкий сплав

50,0

32,2

17,8

100

9

Сплав Розе

50,0

28,0

22,0

100

10

Висмутовый припой

40,0

40,0

20,0

113

11

Легкоплавкий сплав

33,3

33,3

33,3

123

12

Двойная эвтектика Bi-Pb 

55,5

44,5

124

13

Двойная эвтектика Bi-Sn

57,0

43,0

138

14

Легкоплавкий сплав

16,0

36,0

48,0

155

15

Легкоплавкий сплав

13,3

46,6

40,1

165

16

Двойная эвтектика Cd-Sn

32,0

68,0

177

17

Двойная эвтектика Pb-Sn

38,0

62,0

183

 

ЛЕГКОПЛАВКИЕ  И  МЯГКИЕ  ПРИПОИ.

Данные взяты с сайта “БЛОК ПИТАНИЯ” http://pblock.narod.ru/info/solder_i.html

….Припой — это сплав металлов, предназначенный для соединения деталей и узлов методом пайки. Он должен обладать хорошей текучестью в расплавленном состоянии, хорошо смачивать поверхности соединяемых материалов и иметь требуемые характеристики в твердом состоянии (механическая прочность, стойкость к воздействию внешней среды, усадочные напряжения, коэффициент теплового расширения и т.п.). Большая группа припоев выпускается промышленностью в готовом виде, однако иногда возникает необходимость в самостоятельном их изготовлении. Легкоплавкие припои (с температурой плавления ниже 100°C) сплавляют в фарфоровых тиглях, более тугоплавкие — в металлических. Тщательно высушенные компоненты состава отвешивают на технических весах, расплавляют в тигле над газовой горелкой и, перемешав припой стержнем из мягкой древесины или стальным прутком, очень осторожно разливают в формы—желоба из жести, дюралюминия или гипса. Перед разливкой с поверхности расплава стальной пластинкой снимают пленку шлака. Плавку необходимо выполнять в хорошо проветриваемом помещении и обязательно надевать защитные очки, перчатки и фартук из грубой ткани. В таблице приведены состав и основные характеристики наиболее употребительных и доступных припоев.

Припой Состав, % вес Температура плавления, °C Прочность на разрыв, кгс/мм2 Относительное удлиннение при растяжении, % Твердость по Бринелю, кгс/мм2
Примечание олово висмут свинец кадмий прочие
Сплав Гутри 21,1 50 20,5 14,3 45
8,3 44,7 22,6 5,3 индий 19,1 47 3,8 1,5 12
12 49 18 индий 21 58 4,5 50 14
Сплав Вуда 1 12,5 50 25 12,5 68 4,5 7 10,5
20 35,5 35 9,5 67…90 4 15 18
Сплав Липовитца 1 12,9 49,4 27,7 10 70 4,3 50 9
11 42,5 37,7 85 70…90 3,6 31 10
Сплав Д’Арсе 1 9,6 45,3 45,1 79
Сплав Розе 1 25 50 25 93,7
Сплав Ньютона 18,75 50 31,25 96 4,9 8,6
ПОСВ—32—15—53 1 32 53 15 96
22 50 28 100 4,5 6 13,6
2 50 индий 50 117 1,2 83 5
33,3 20 33,3 13,4 120 5 3,8 12,5
ПОСВ—33 3 33,4 33,3 33,3 130
42 58 139 5,6 200 22
ПОСК—50 49,8 32 18,2 145 6,7 15,3
70 18 индий 12 150…174 3,7 135 12
4 34 63 цинк 3 170…256
ПОС—60 5,6 59…61 остальное сурьма 0…0,8 182…185
42 58 139 5,6 200 22
49,5…50 0,25 остальное сурьма 0,2…0,5 182…216 4,4 3,8 14
ПОС—50 6 49…50 остальное сурьма 0…0,8 183…209
ПОС—90 7 88…90 остальное медь 0…0,8 никель 0…0,8 183…222
ПОС—40 6,8 39…40 остальное сурьма 1,5…2 183…235
ПОС—30 9 29…30 остальное сурьма 1,5…2 183…256
ПОС—18 10 7…18 остальное сурьма 2…2,5 183…277
11 50 47 сурьма 3 185…204 5,9 29 16
91,1 8,9 199 7,5 14
Авиа—1 4 55 20 цинк 25 200
12 50 индий 50 215 3,3 55 2,6
4 34 63 цинк 3 170…256
ПСр—2 13 30 63 5 серебро 2 225…235
14 индий 90 серебро 10 231 1,1 61 2,7
ПС—78 Oл—15 Су—7 15 78 сурьма 7 231
15 94 сурьма 4…6 232…240 4 38 13
ПС—99 Ц1 98,9 натрий 0,1 цинк 1 234
ПК60—40 4 40 60 235
ПКЦ—40—60 16 40 цинк 60 240
ПС—83 Oл—7 Су—10 7 83 сурьма 10 242
ПOл—70 Ц30 4 70 цинк 30 243
остальное сурьма 11…13 247…248 5 30
Авиа—2 4 40 20 алюминий 15 цинк 25 250
ПСр—1,5 13 15 83,5 серебро 1,5 265…270
ПОССр—1,5 17 15 0,75 83 серебро 1,25 276
ПСр—2,5 13 5,5 92 серебро 2,5 235…305
0,75…1,25 0,25 остальное сурьма 0…0,4 серебро 1,3…1,7 309 3,1 23 9,5
ПК60 Ц—40 17 60 цинк 40 310
95 индий 5 315 3,5 52 6
Б алюминий 12 медь 8 цинк 80 400

 

1 Для пайки металлов с температурой плавления 200°C и выше
2 Для припайки к стеклу
3 Пайка плавких сигнальных предохранителей
4 Для пайки алюминия и его сплавов
5 Для пайки монтажных проводов с ПВХ изоляцией, обмоточных проводов, герметичных швов, изделий из закаленной стали
6 Для пайки токоведущих деталей из латуни, серебра, луженого никеля
7 Для пайки деталей и узлов под гальванические покрытия, серебряные, золоченые (припой с высокой коррозионной устойчивостью)
8 Для лужения и пайки кабельных изделий
9 Для лужения и пайки токоведущих деталей из меди, цинка и их сплавов, для пайки деталей приборов и радиоаппаратуры, для лужения перед пайкой более легкоплавкими припоями
10 Дешевый припой для различных работ
11 Припой с повышенной устойчивостью к ползучести
12 Припой с высокой стойкостью к щелочной коррозии
13 Для пайки молибдена и вольфрама
14 Для пайки серебра, стекла и керамики
15 Для пайки пищевой посуды, тары для медикаментов и воды (для этих целей пригоден припой ПОС—90)
16 Для пайки магния и его сплавов
17 Для пайки деталей из оцинкованной стали, цинка, медных сплавов, для пайки наружных деталей приборов

anytech.narod.ru

Припой для пайки металлов: информация только по существу

Определение термина

Припой для пайки – низкотемпературный металл или сплав, предназначением которого является заполнение зазоров между соединяемыми путем пайки металлами. Основной целью рассматриваемого материала является получение качественного, прочного и надежного монолитного соединения. По сути, припой – наполнитель, температура плавления которого значительно меньше температуры плавления основного металла.

Прочность и качество пайки по большей части зависит от тиноля. Таким образом, параметры соединения определяют выбор наиболее подходящего припоя для того или иного металла (стали, латуни, меди, чугуна и т. п.). Может производиться пайка мягкими припоями, а также пайка твердыми припоями.

Как выбрать припой для пайки?

По химическому составу они подразделяются на свинцово-оловянные, медно-фосфорные, цинковые, титановые, серебряные и другие. По температуре плавления они разделены на низкотемпературные (до 450 гр. С), а также высокотемпературные (температура плавления выше 450 гр. С). Если вам нужен припой для пайки алюминия, то с большой вероятностью подойдет тот, который предназначен для соединения медных деталей, так как они нередко бывают универсальными.

Также выбор осуществляется в зависимости от метода обработки металла, тонкости работы. Например, пайка волной припоя – метод соединения, применяемый чаще в пайке плат, когда плата прямолинейно проводится сквозь гребень волны, тем самым требуя соответствующего «наполнителя». Таким образом, волна остается свободной от окислов.

Выбор осуществляется в зависимости от характеристик соединяемого металла (меди, алюминия, стали, чугуна), нормы расхода так называемого наполнителя для соединения металлических изделий. Обратите внимание на то, что у каждого припоя для конкретных металлов существуют свои нормы расхода, которые желательно знать. Узнать информацию относительно нормы расхода можно из специальной таблицы. Например, для пайки труб из меди применяются соответствующие тиноли – для соединения меди, а также сплавов меди.

В роли основы тинолей, необходимых для пайки меди, а также ее сплавов применяется часто композиционный состав тиноля: медь-цинк, медь-фосфор, медь-никель, медь-кадмий. С целью получения нужных свойств в композиции могут добавляться: марганец, олово, железо, алюминий и другие материалы.

Стоит отметить, что соединения, производимые посредством применения материалов на основе меди, способны выдерживать значительные механические нагрузки. Медно-цинковые материалы для пайки могут похвастать сравнительно низкой температурой плавления. При высоком содержании цинка (более 40%) они могут становиться пластичными.

В связи с этим подобные материалы следует использовать преимущественно для скрепления металлических деталей, не подвергающихся механическим нагрузкам, ударам, изгибам. Также при выборе припоя, необходимого для пайки, следует обращать внимание на нормы расхода припоя. Обратите внимание на то, что нормы расхода припоя могут быть разными в зависимости от обрабатываемого металла (стали, меди и др.), а также других параметров работы.

Классификация припоев

Припои подразделены на три основные группы в зависимости от температуры плавления:

  • Мягкие. Предназначены для пайки обладают температурой плавления до 400°С;
  • Температура плавления твердых составляет свыше 500°С;
  • Полутвердые – материалы, обладающие температурой плавления в диапазоне от температуры плавления чистого олова до 400°С.

Говоря о том, чем паять, мягким или твердым припоем, стоит сказать, что оба владеют пределом прочности до 50-70 МПа при растяжении. Они применяются в большинстве случаев для токоведущих частей, которые не являются одновременно несущими конструкциями аппаратов и машин. Работа с металлами мягким, а также на половину твердым материалом производится посредством паяльника, либо при помощи погружения металлических деталей в расплавленный тиноль.

Относительно твердых тинолей, предназначенных для пайки, то они имеют предел прочности до 500 МПа, используются в качестве тинолей первой категории прочности во время пайки токоведущих частей, допускающих высокое нагревание деталей, которые воспринимают основную механическую нагрузку. Работа производится с помощью электроконтактного способа, с применением графитовых или электродов из меди, а также не без участия электрической сварки. Детали незначительных размеров допустимо соединять металл автогеном.

Система обозначения

В большинстве случаев обозначение (маркировка) припоя начинается с буквы «П», которая символизирует первую букву определения. Числовые обозначения в маркировке припоя показывают на содержание компонентов, и идут после буквы «П». Содержание компонентов тиноля указывается в процентах (округленно).

Стоит также обратить внимание на то, что буква или буквосочетание, стоящие в конце маркировки тиноля, указывает на то, что данный компонент составляет содержание припоя (оставшееся).

Обозначения компонентов:

  • А – состав содержит алюминий;
  • Ж – состав содержит железо;
  • И — состав содержит индий;
  • К или Кд – в состав входит кадмий;
  • М – состав содержит медь;
  • О – в состав входит олово;
  • С — в состав входит свинец;
  • Ср – в состав входит серебро;
  • Су – в состав входит сурьма;
  • Ф – состав содержит фосфор;
  • Ц – в состав входит цинк.

Сфера применения

В разных отраслях народного хозяйства применяются различные материалы для пайки, на основе разнообразных металлов: меди, олова, цинка, сурьмы и т. д. Чаще всего тиноли можно встретить в форме чашек, проволоки, анодов, трубок, листов. Наиболее распространенными являются, пожалуй, мягкие, а также бессвинцовые тиноли для пайки различных металлов: стали, меди.

Мягким припоем чаще всего можно воспользоваться в электричестве, микроэлектронике. Мягкий материал имеет широкое разнообразие форм, химических составов.

Среди множества форм следует выделить основные, наиболее распространенные:

  • Цилиндры;
  • Пасты;
  • Литые;
  • Стержни;
  • Порошки;
  • Проволочные;
  • Стержни;
  • Полосы и фольга;
  • Формованные.

Если вы решились воспользоваться мягким припоем, знайте, что его температура плавления достаточно высокая (в пределах 400-500 гр. С). Пожалуй, самым популярным является на сегодняшний день сплав свинца и олова, однако могут применяться и другие сплавы.

Несмотря на преимущества классических тинолей, в будущем с большой вероятностью лидерство получат бессвинцовые материалы, поскольку они имеют одно очень выгодное преимущество – экологичность, к которой так все стремятся. Таким образом, в состав так называемого наполнителя не входит вредный для организма и здоровья человека свинец.

Огромного внимания заслуживает тот факт, что подобное преимущество в будущем позволит использовать экологический материал в пайке практически повсеместно, где обрабатываемые и соединяемые материалы будут безвредно контактировать с продуктами питания, питьевой водой, с человеком. Не сложно догадаться, что экологичность позволит значительно расширить круг применения данного бессвинцового материала.

Тиноль для стали и меди

Пайка меди, стали может осуществляться твердым припоем, поскольку для соединения стали и меди требуется высокая температура плавления тиноля в пределах 840-880 гр. С. Твердым припоем помимо стали и меди также может производиться пайка такого металла, как томпак. При выборе припоя для соединения стали, меди следует проявляться высокую осторожность и внимательность. Не стоит забывать том, что нормы расхода припоя — достаточно важно в работе. Стоит отметить, что есть специальная таблица, в которой указаны нормы расхода на соединяемые металлические детали.

Расход припоя во время пайки

Нормы расхода – отдельная тема для разговора. Существующие для подсчета нормы расхода серебряного тиноля формулы позволяют взглянуть на величины, которые не соответствуют такому понятию, как нормы расхода материала в процессе газовой обработки.

В результате ряда проведенных экспериментов по соединению серебряным тинолем ПСр-45 стали известны нормы расхода: на один квадратный сантиметр соединяемых деталей при обработке металла вполне хватает 0,3 грамм материала.

Такой нормы расхода материала должно хватать для пайки качественного и долговечного соединения металлических деталей из стали, меди, а также других металлов. Стоит отметить, что применение тиноля свыше нормы расхода не даст более качественный результат.

Так, можно дать совет и порекомендовать следующую формулу для вычисления нормы расхода серебряного тиноля для работы с газовой горелкой: Gпр=0,3Fпр, где Gпр — данные нормы расхода низкотемпературного материала в граммах двух поверхностей, а Fпр является площадью спаиваемых поверхностей в сантиметрах квадратных.

Во время соединения иными серебряными тинолями нормы расхода на сантиметр квадратный площади будут меняться соответственно изменениям удельного веса тиноля. Данный способ подсчета нормы расхода для пайки не является абсолютно точным, поскольку технологии не в силах точно определить выход тиноля на поверхность в зоне создания соединения металлических деталей, а, следовательно, становится допустимой какая-либо ошибка в определении площади и нормы расхода материала в процессе пайки стали и др. металлов. Помимо всего, потери материала зависят по большей части от квалификационного уровня паяльщика, и определение нормы расхода становится делом сугубо индивидуальным.

Похожие статьи

goodsvarka.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *