Электрическое соединение радиоэлементов производится посредством пайки, которая позволяет отремонтировать многие бытовые приборы и устройства. В некоторых ситуациях пайка соединяет те элементы, которые нельзя соединить даже сваркой.
Современные технологии и приспособления для пайки позволяют охватывать достаточно широкий диапазон материалов. Но удовлетворить всем условиям работы одна соединительная среда не может, поэтому на практике применяются различные припои для пайки.
Что такое припой?
Припой представляет собой смесь легкоплавких металлов, которые способны обеспечить хороший контакт между двумя поверхностями, получаемый в результате пайки.
При нагревании припой переходит из твердого в жидкое состояние, которое обеспечивает растекание по периметру припаиваемой детали или в месте их контакта.
При этом происходит фиксация на молекулярном уровне за счет высокой степени адгезии.
По составу припои могут включать самые различные компоненты, предоставляющие им необходимые эксплуатационные свойства.
Однако преимущественное большинство состоит из смеси свинца и олова, первый из которых обеспечивает твердость и тугоплавкость, а второй легкость и снижает температуру плавления.
Также в составе могут быть и другие компоненты: серебро, никель, цинк, медь, кобольд, висмут, сурьма и другие.
Из-за многокомпонентности состава процесс расплавления также проходит несколько этапов: сначала разрежаются наиболее легкоплавкие составляющие, тугоплавкие в этот момент остаются в виде кристаллов.
Затем плавятся и они, смесь становится однородной и обеспечивает максимальное заполнение и контакт. Однако вместе с припоем используются флюсы, обеспечивающие лучшее заполнение и защиту от окисления.
Классификация
Все критерии классификации припоев представляют собой довольно обширную сферу, которая под силу, пожалуй, лишь узкопрофильным специалистам.
Поэтому для упрощения подборки конкретные марки ее изготавливают для конкретных целей – паять алюминий, ювелирные изделия, медную проволоку, радиокомпоненты и т.д. Главное, на что вам следует обратить внимание – это температурный параметр.
Так как, к примеру, пайку микросхемы нельзя выполнять той же маркой ПОС, что и соединение жил кабеля, так как чувствительный компонент может сгореть и выйти со строя.
Припои для пайки классифицируются по следующим критериям:
- по способу подачи флюса – безфлюсовые и самофлюсующиеся, для первых флюс подается отдельно, вторые содержат его в своем составе;
Рис. 1. Самофлюсующиеся и с подачей флюса
- по основному паяльному элементу – оловянные припои, никелевые, кобальтовые, марганцевые, титановые, серебряные, циркониевые, ванадиевые, смешанные и т.д.
- по способу получения – бывают готовые или формируемые непосредственно во время пайки;
- по растворимости компонентов – встречаются полностью расплавляемые и частично;
- по форме выпуска – оловянная проволока, пруток, чушки, лист, гранулы, паста;
Форма выпуска припоя
- по температуре плавления – существуют те, которые переходят в жидкое состояние при низкой и при высокой температуре.
При выборе оловянно-свинцового припоя наиболее важным критерием является последний, поэтому на нем мы и остановимся более детально.
Легкоплавкие (мягкие).
К легкоплавким припоям относятся такие составы, которые переходят в жидкое состояние при температуре от 145 до 400°С.
Но, при этом они обеспечивают относительно небольшую прочность, для легкоплавких сплавов сопротивление на разрыв составляет не более 7кг/мм2. Наиболее распространенные – оловянно-свинцовые.
Чаще всего мягкие припои используются в радиоэлектронике для печатных плат или деталей.
Тугоплавкие (твердые).
Твердые припои обладают значительно большей механической прочностью, но их температура плавления составляет более 400°С, что является неприемлемым для большинства радиодеталей, так как они могут пострадать даже от касания разогретым жалом паяльника.
Двумя наиболее крупными группами в этой категории являются медные и серебряные составы. Медные сплавы, как правило, соединяются с цинком, но они слишком хрупкие, поэтому подходят для твердых сплавов, испытывающих только статическую нагрузку.
Серебряные припои являются универсальными и могут использоваться для пайки любых точек соединения, однако стоимость этих марок также довольно высокая.
Паяльные пасты.
Паяльные пасты также представляют собой компонент для пайки радиодеталей, но применяются они для мелких элементов из легкоплавкого металла. Состав пасты содержит измельченные кусочки припоя в растворе жидкого флюса.
Их используют в тех платах или устройствах, где воздействие высокой температуры может нанести вред оборудованию.
Пасты, как правило, паяются феном без электрического паяльника, или могут просто наноситься в качестве проводящего клеевого состава.
Нанесение смеси для пайки в точку крепления выводов наносится порционно и может выполняться при помощи специального трафарета, шприца или каплеструйным картриджем.
Рис 3. Нанесение паяльной пасты принтером, шприцом, трафаретом
Однако применение пасты для пайки обуславливает целый ряд требований, которые должны соблюдаться:
- перед началом вскрытия емкости обязательно выдерживается в комнатной температуре хотя бы 2 часа, использовать средства принудительного нагрева припоя для этого запрещено;
- после вскрытия смесь обязательно перемешивается до получения однородного вещества, так как в ходе хранения флюс может отделяться от припоя;
Рис. 4. Размешивается до однородной смеси
- перед нанесением поверхность должна очищаться от возможных примесей и загрязнителей, при длительной пайке процедура повторяется каждые 45 минут;
- монтаж электронных компонентов в нанесенную пасту должен производиться за 60 минут, иначе она начнет утрачивать свойства;
- после пайки остатки и излишки пасты отмывают, существуют те, которые отмываются обычной водой, другим требуется растворитель, некоторые могут не смываться.
Крайне негативно на функциональных характеристиках такого припоя сказывается помещение в среду с высокой или низкой температурой, а также воздействие влаги.
Бессвинцовые припои.
Изначально, причиной создания припоя без содержания свинца была потребность исключить вредное влияние на окружающую среду и человеческий организм. Такие припои массово используются для пайки алюминия или стали в пищевой промышленности, для труб подачи питьевой воды, лабораторного оборудования и инструментов.
Всего выделяют три наиболее распространенные группы бессвинцовых припоев:
- олово с медью – применяется для высокотемпературной пайки, относится к тугоплавким припоям, хорошо подходит для работы по медным изделиям;
- олово с серебром – подходят для низкотемпературной пайки, обеспечивают лучший контакт, чем у свинцовых припоев, но они имеют высокую цену.
- олово и с медью, и с серебром – также является мягким вариантом, который обладает меньшей стоимостью, чем предыдущий, и практически ничем не уступает ему в качестве соединений.
- олово с висмутом и серебром – может применяться для пайки меди при низких температурах;
- олово с цинком и висмутом – более дешевый вариант предыдущего, но имеет ряд сложностей в применении.
Основные свойства припоев
При выборе конкретной марки припоя для пайки медных проводов или алюминиевых сплавов необходимо руководствоваться их техническими характеристиками.
Однако для всех составов можно выделить перечень основных свойств:
- смачиваемость – показывает, насколько хорошо припой обволакивает и прилипает к паяемым деталям;
- прочность – определяет способность выносить механические усилия и нагрузки, для этот в состав могут добавлять бор, железо, никель цинк или кобальт;
- пластичность – способность к деформации, достигается за счет присадок из марганца, висмута, лития и т.д.;
- устойчивость к высоким температурам – важна для пайки твердыми сплавами, которые находятся в котельных, печах, трубопроводах, нагревательных приборах, свойство достигается путем добавления вольфрама, циркония, ванадия, гафния, ниобия и т.д.
- устойчивость к коррозионному разрушению – повышается путем легирования медью или никелем.
Критерии выбора
Выбирая какой-либо состав для лужения медных деталей или пайки проводов важно учитывать ряд факторов, который повлияет и на качество работы, и на полученный результат.
Среди таких критериев, в первую очередь, обращают внимание на:
- типы соединяемых элементов, из какого материала изготовлены, их толщина и параметры соединяемых поверхностей;
- способ пайки, для которого подбирается припой – медным жалом классического паяльника, феном, паяльной станцией и т.д.;
- допустимый температурный режим – температура плавления припоя должна быть меньше температуры плавления соединяемых элементов;
- наличие механического воздействия – определяется статическая или динамическая, возможно, вибрационная;
- устойчивость к агрессивной среде – для преждевременного разрушения припоя его тип должен предусматривать устойчивость к влаге, температуре, газам, пыли и прочим факторам, воздействующим на него в процессе эксплуатации.
Самые используемые марки
Наиболее популярными видами являются припои ПОС, в их основе свинец и олово, маркирующиеся ПОС-40, 60, 80 и т.д., здесь числовое обозначение указывает на процентное содержание олова. Выпускаются, как правило, в форме паяльной проволоки, в зависимости от процентного соотношения основных компонентов могут относиться как к легкоплавким, так и к тугоплавким маркам.
Применяются для пайки меди, алюминия, латуни, бронз и других металлов:
- ПОС-90 – хорошо подходит для пищевой индустрии;
- ПОС-40 – используют для труб и деталей из латуни, железа и т.д.;
- ПОС-30 – в кабельных соединениях;
- ПОС-61 – для работы с радиодеталями.
Из серебросодержащих марок часто встречаются припои ПСр- 15, 25,45, 65, 70, число после буквенного обозначения указывает на процент серебра. Этот тип охватывает как пайку меди в высокоточных приборах, так и медицинскую сферу.
Сплав Розе также называемый ПОСВ-50, один из припоев с самой низкой температурой плавления – от 90 до 100°С. Применяется в ювелирном деле, в пайке печатных плат, для плавких вставок и т.д.
Рис. 5. Сплав Розе
Видео в развитие темы
Литература.
При написании статьи использовалась следующая техническая литература:
- ГОСТ 17325-79. ПАЙКА И ЛУЖЕНИЕ. Основные термины и определения.
- ГОСТ 21930-76. Припои оловянно-свинцовые в чушках. Технические условия.
- Гуляев А. П. Металловедение. М.: «Металлургия» 1986 г. 544 с.
Telegram канал @asutpp_ru
Марки мягких припоев и флюсов для пайки паяльником
Для пайки паяльником применяется припой, а чтобы припой хорошо растекался по поверхности соединяемых пайкой деталей, используют вещество, которое называется флюс. В зависимости от металла деталей и их размеров, крепости и герметичности пайки необходимо выбирать определенную марку припоя и флюса. Информация в таблицах поможет Вам подобрать необходимый припой и флюс для пайки.
Марки мягких припоев для пайки паяльником
Основным компонентом при пайке электрическим паяльником является оловянно-свинцовый припой. Он выпускается в виде проволоки или трубки разных диаметров. Трубчатый припой внутри заполняется канифолью. Такой припой очень удобен при работе, так как не требует дополнительного брать на жало паяльника флюс.
Припой представляет собой сплав легкоплавких металлов. Как правило, в состав припоя входит олово. Можно паять и чистым оловом, но оно дорогое и поэтому в олово добавляют дешевый свинец.
Олово является экологически чистым металлом и его можно применять в качестве припоя для пайки в чистом виде пищевой посуды и медицинских инструментов. Если согнуть или сжать трубочку из чистого олова, то она хрустит.
Чем больше в составе припоя свинца, тем темнее поверхность припоя.
Припои маркируются буквами и цифрами. Например ПОС-61, что обозначает П – припой, О – оловянный, С – свинцовый, 61 – % содержания олова. ПОС-61 является самым распространенным, так как подходит для пайки в большинстве случаев. В народе ПОС-61 часто называют третник , так как в его составе третья часть свинца (Pb).
Припои бывают мягкие и твердые. Температура плавления мягких припоев ниже 450˚С. Твердые припои плавятся при нагреве свыше 450˚С и для пайки электрическим паяльником не используются.
Основные технические характеристики мягких припоев для пайки электрическим паяльником
Удельное электрическое сопротивление оловянно-свинцового припоя (проводимость) составляет 0,1-0,2 Ом/метр, алюминия 0,0271, а меди 0,0175. Как видите, припой проводит ток в десять раз хуже, чем медь или алюминий.
Наиболее распространенным припоем является ПОС-61, его еще называют третник. Он отлично подходит для пайки и лужения токоведущих частей из меди, латуни и бронзы с герметичным швом и не дорогой. Подходит практически для всех случаев пайки в быту.
Флюс для пайки паяльником
Флюс это вспомогательное вещество, необходимое для освобождения поверхностей спаиваемых деталей от окислов и лучшему растеканию припоя по поверхности металла при пайке. Без применения флюса выполнить паяльником качественную пайку практически не возможно.
При приготовлении наиболее популярных флюсов для пайки электрическим паяльником, применяется канифоль. Ее получают из древесины деревьев хвойных пород, в основном сосны. При температуре около 50 °С канифоль размягчается, а при 250 °С начинает кипеть.
Канифоль не устойчива к воздействию атмосферной влаги – гидролизуется. Она состоит на 85-90% из абиетиновой кислоты. Если не удалить остатки канифоли после пайки то происходит окисление места пайки.
Многие этого не знают и считают, что канифоль для металла безвредна.
Кроме того, впитывая воду из атмосферы, канифоль увеличивает свою проводимость и может нарушать работу электронных устройств, особенно высоковольтных их цепей.
Популярные флюсы для пайки электрическим паяльником
Флюс на основе спирта и растворителей требуется хранить в герметичной таре, иначе жидкость быстро испарится. Очень удобна для этих целей бутылочка от маникюрного лака. Всегда и кисточка под рукой, которой удобно наносить флюс на место пайки.
Такую бутылочку практически в любом доме можно найти. Еще ее достоинство, кисточка и закрутка не растворяются спиртом и растворителем. Перед наполнением флюсом обязательно нужно тщательно вымыть бутылочку и кисточку от лака. Если лак сильно застыл, то налить ацетона и оставить.
Через время лак растворится.
В бутылочке я и приготавливаю спирто-канифольный флюс. Сначала через воронку из бумаги насыпаю порошок канифоли и затем заливаю спиртом.
Легко налить спирт в узкое горлышко бутылочки, если прикоснуться горлышком бутылки со спиртом к кисточке, предварительно смоченной в спирте. Лить нужно очень медленно и ни одной капли не прольете.
Со временем спирт испаряется и флюс становится густым. Тогда нужно его разбавить спиртом до требуемой консистенции.
В качестве флюса я часто использую не документированный флюс аспирин (ацетил салициловая кислота), который применяют в качестве лекарства. С помощью его, можно без предварительной подготовки, залудить медные и стальные поверхности. На основе аспирина легко готовится и жидкий флюс для пайки паяльником, достаточно таблетку растворить в небольшом количестве спирта, ацетона или воды.
Паяльные пасты (тиноль) для пайки
Паяльная паста (тиноль) представляет собой композицию из припоя и флюса. Паста не заменима при пайке паяльником в труднодоступных местах, и при монтаже бескорпусных радиодеталей.
Паста наносится лопаткой в нужном количестве на место пайки и затем прогревается электрическим паяльником. Получается красивая и качественная пайка.
Особенно удобно ее применение при отсутствии опыта работы с паяльником.
Пасту можно изготовить самостоятельно. Для этого нужно выбрать марку припоя, подходящего для пайки требуемого металла. Далее напильником с крупной насечкой напилить из прутка опилок.
Затем в подобранный из таблицы жидкий флюс для пайки добавлять, перемешивая опилки до получения состава пастообразного состояния. Хранить пасту нужно в герметичной упаковке.
Срок хранения пасты не более полгода, так как опилки припоя со временем окисляются.
Пищевой припой для пайки
Существующие виды припоев делятся на несколько больших групп: на основе серебра, олова, алюминия. Комбинации с другими металлами позволяют получить десятки их видов, каждый из которых находит свое применение.
В каждой из этих групп есть марки, которые используются как пищевой припой. Их отличительная особенность — применение нетоксичных металлов, абсолютно инертных при взаимодействии с органикой и другими «собратьями».
Особенности состава пищевых припоев
Важно! В качестве пищевых запрещено использовать те сплавы для пайки, в которые входят сурьма, медь выше 10%, кадмий
Безопасным сплавом считается олово, поэтому основная доля всех припоев изготавливается на его основе. В состав входит ограниченное количество элементов, поэтому пищевых разновидностей немного. Элементы для «чистых» припоев:
- Медь, содержание которой находится в пределах 10%, что не повышает токсичность.
- Цинк также часто используется в качестве основного или добавочного элемента.
- Висмут. Он безвреден, его содержание в небольшом количестве относится к добавочному, и такие припои больше применяются для медицинских целей.
Нельзя использовать сурьму в больших количествах, категорически запрещен кадмий, который имеет высокий уровень токсичности.
Припой пищевой
Применение «чистых» припоев также определяется толщиной соединяемых деталей и допустимой температурой плавления для конструкций и изделий.
Например, припой для пищевой меди по химическим свойствам может быть медно-серебряный, оловянно-цинковый и оловянно-медный, но температура плавления серебряных (670-800 °С) и использование горелки не подойдут для тонких конструкций, а также для металлов с температурой плавления, приближенной к температуре плавления припоя. Именно поэтому наиболее распространены оловянные сплавы, которые способны соединять различные металлы и «работают» при нагреве до 250 °С.
Разновидности
Пищевые припои для пайки используются в нескольких типах.
Серебряные. Здесь могут быть взяты модификации с добавлением никеля, меди, висмута, марганца. Температура их плавления составляет 670-800 градусов, что требует использования горелки для разогрева. Соединять конструкции нужно без применения нагрузок или давления на нее.
Хромоникелевые. Обеспечивают высокую прочность соединения, но для повышения прочности могут дополнительно быть легированы кальцием, натрием, никелем.
Медно-фосфорные. Низкоплавкие (до 450 °С), нужны для работы с медными изделиями. Образуют прочное соединение, для взаимодействия с которым требуется горелка соответствующей мощности.
Оловянные. Наиболее распространены «мягкие» разновидности с температурой плавления 250 °С. В их состав могут входить следующие элементы: медь, цинк, висмут.
Их используют для неответственных деталей, а также соединяемых элементов тонкого сечения.
Для некоторых изделий может потребоваться особый пищевой припой: для пайки самовара, например, применяют чистое олово или варианты с его содержанием 90%. Это одна из самых экологически чистых марок низкоплавкого припоя.
Процесс пайки пищевой нержавейки и меди
Области применения
Назначение зависит от используемых металлов для самих изделий, их конфигурации и толщины. Основные пищевые металлы — это:
Метод ее соединения зависит от толщины листа: если она менее 3 мм и при отсутствии требований по прочности шва, можно использовать оловянные сплавы. Но лучшим считается серебряный припой для пайки нержавейки пищевой, особенно если в него входит небольшое количество никеля. Он имеет схожий цвет и коррозионную стойкость.
Во втором случае нужно учитывать условия работы с нержавейкой, а также ее физико-химический состав, не каждый из которых может без последствий подвергаться столь высокому нагреву, который нужен для расплавления твердых припоев.
Сложными являются сплавы с содержанием никеля более 25%, которые начинают при длительном нагреве до +500-700 °С выделять карбиды (снижается стойкость к коррозии).
При печном спаивании применяют серебряно-марганцевые или хромоникелевые разновидности. Пайка проводится с использованием буры.
- Медь с латунью, нержавейкой
Комбинирование металлов усложняет пайку. Разница температур плавления и свойства металлов усложняют выбор припоя, флюса и, соответственно, технологии.
Применение паяльника в большинстве случаев нерентабельно из-за использования твердых припоев и/или больших площадей соприкосновения. В качестве универсальной технологии подойдет пайка горелкой, поскольку это ускорит процесс, предотвращая окисление флюса.
Для неответственных деталей вполне уместны латунные припои, для ответственных — стоит остановиться на более дорогом и качественном медно-фосфорном варианте.
Заключение
Для производственных масштабов разработаны нормы расхода припоя для пайки по ГОСТ, без которого невозможно рациональное применение дорогостоящих материалов.
Оценка результативности проводилась на основании табличных данных свойств материала, базирующихся на измерении и сравнительных расчетах.
Нормированию также подлежат и дополнительные элементы: флюсы, защитные, окислительные среды, расходные элементы для пайки.
Припои и флюсы — Главсвар
Оловянно-свинцовый припой — легкоплавкий сплав на основе олова и свинца. Паяные соединения, полученные с помощью оловянно-свинцового припоя, отличаются высокой прочностью и коррозийной стойкостью. Однако, в силу высокого содержания свинца, оловянно-свинцовый припой нельзя использовать для пайки питьевых систем водоснабжения. |
В пищевой промышленности использовать оловянно-свинцовый припой нельзя. Бессвинцовый припой был изобретен как безвредный аналог оловянно-свинцовому припою. Бессвинцовые припои идеальны для монтажа медных и нержавеющих труб, применяемых в системах питьевого водоснабжения благодаря отсутствию в составе вредного свинца, а наличие серебра в бессвинцовых припоях повышает его текучесть и, как следствие, надежность и пластичность паяного соединения. |
Медно-фосфорный припой — медный сплав для пайки меди, латуни и бронзы с добавлением фосфора и серебра, массовой долей до 18%. Данные припои отличаются высокой текучестью, смачиваемостью и отсутствием так называемого «искрения» при пайке. Фосфор в медно-фосфорном припое необходим для снижения его температуры плавления и для предотвращения термического повреждения спаиваемых соединений. Наличие серебра в медно-фосфорных припоях повышает его текучесть и, как следствие, надежность и пластичность паяного соединения. |
Серебряный припой — сплав, основной легирующей добавкой которого является серебро. Благодаря высокому содержанию серебра, серебряный припой находит применение на самых ответственных соединениях, а также соединениях разнородных металлов. Применение этих припоев обусловлено в первую очередь широким распространением соединений сталь-медь в холодильной и климатической технике. Специально для производителей холодильной техники, а также для монтажных и ремонтных организаций была разработана линейка припоев, отличающаяся широким содержанием серебра от 20 до 45%. Последние призваны обеспечить дополнительную гарантию качества полученного соединения. |
| Алюминиевый припой — сплав на основе алюминия и кремния, применяемый для пайки алюминиевых радиаторов и теплообменников. Припои для алюминия бывают как офлюсованными, так и без флюса. Состав флюса варьируется в зависимости от химического состава припоя. Свойства самих алюминиевых припоев также меняются в зависимости от технических задач заказчика. Пайка алюминия может быть выполнена как горелкой, так и в печи (специальные припои в виде паст). Разнообразие физических свойств припоев для пайки алюминия позволяет применять их как для пайки с небольшим зазором (соединения типа труба в трубе), так и для заделки больших отверстий в алюминиевых деталях. На сегодняшний день, лучшими припоями для пайки алюминия являются алюминиевый припой Castolin 192 FBK и припой для пайки алюминия с медью Castolin 1827. Во всем мире этот припой применяется для пайки алюминия в промышленности, автомобилестроении, судостроении, для ремонта радиаторов и систем кондиционирования. |
| Латунный, или как его еще называют, медно-цинковый припой используется для сварки и пайки во многих отраслях промышленности. Его невысокая стоимость и отличные механические качества позволяют использовать этот припой для пайки никеля, меди, бронзы, стали, чугуна и латуни. Латунный припой характеризуются тем, что получаемая прочность соединений сопоставима с прочностью соединений, получаемых при сварке. Температура плавления латунных припоев относительно высока (870-920 С), однако значительно ниже чем температура при сварке. Латунные припои можно подразделить на припои для пайки стали, припои для пайки оцинкованной стали и припои для пайки чугуна. Каждый из припоев может поставляться как с флюсовой оболочкой, так и неофлюсованным. Латунный припой для пайки стали и оцинковки содержит серебро для улучшения капиллярных свойств. Латунный припой Castolin 18 XFC для пайки оцинкованной стали отлично зарекомендовал себя на практике, обеспечивая полную сохранность цинкового покрытия и высокую прочность паяного соединения. |
| Для пайки твердых сплавов, карбидов и алмазных сегментов разработана специальная система припоев c высоким содержанием серебра — 49% и более — которая, благодаря различным коэффициентам теплового расширения может компенсировать возникающие внутренние напряжения. Для ответственных соединений, предъявляющих особо высокие требования к прочности на срез, мы рекомендуем использовать только оригинальные припои проверенных производителей. |
Флюс и флюс-паста — специальные материалы для пайки, позволяющие нейтрализовать оксидный слой, препятствующий соединению материалов. В основе любого флюса лежит кислота, флюс-паста также содержит в своем составе частицы припоя, что обеспечивает предварительное лужение соединяемых деталей. |
Марки припоев для пайки, состав и свойства, применение: от чего зависит выбор?
Пайка – способ получения неразъемных герметичных соединений, широко применяемый в различных сферах промышленности и в быту. Он незаменим при монтаже радиодеталей и починке электроники, бытовой техники, различного оборудования. Припой – один из необходимых атрибутов пайки. Обсудим, что это такое, какие его разновидности существуют, и от чего зависит выбор марки материала.
Припой и флюс: что это такое и для чего они нужны?
Припой – легкосплавный или твердосплавный металл или сплав на основе олова, меди, свинца, цинка, никеля, кадмия, сурьмы и других составляющих, благодаря которым состав приобретает те или иные свойства. В процессе нагревания он переходит в жидкую форму. Припоем смазывают поверхности элементов, затем их соединяют между собой.
Он смешивается с основным материалом и после остывания твердеет, образуя прочное соединение. Температура плавления у припоя ниже, чем у материала соединяемых деталей, поэтому при его нагревании они не плавятся. Сплавы для пайки выпускают в виде проволоки, порошков, трубок, прутков, лент.
Важное условие получения прочного шва – качественная обработка соединяемых поверхностей. На них не должно быть жиров и оксидов металлов.
Флюс – смесь жирных и органических кислот, масел и парафинов, которая удаляет загрязнения и обеспечивает надежную адгезию припоя к материалам детали.
Он также препятствует образованию окислов непосредственно во время пайки, способствует равномерному распределению припоя, уменьшая поверхностное натяжение при его нанесении. Также флюс защищает соединяемые поверхности от воздействия окружающей среды.
Разновидности и марки припоев, их состав, назначение и применение
Существует множество разновидностей припоя, имеющих различный состав, характеристики и назначение. В соответствии с основной классификацией они подразделяются на тугоплавкие или твердые, и легкоплавкие или мягкие. Основное их различие заключается в температуре плавления, чем и обусловлена разница в сферах применения.
Тугоплавкие припои
Тугоплавкие припои, которые плавятся при 450–500°С, позволяют получать очень твердое соединение. Они представляют собой сплавы на основе меди, цинка, серебра, латуни, золота, алюминия, магния и никеля. Твердые припои используются, когда производится пайка материалов с высокой температурой плавления.
Из меди и цинка (ПМЦ-42, ПМЦ-53 и др.)
Такой припой используется для соединения медьсодержащих сплавов методом высокотемпературной пайки. Он высокопластичен и прочен, устойчив к коррозии, обладает высокой тепло- и электропроводностью. Температура плавления прямо пропорциональна содержанию в нем цинка. Самые распространенные типы такого припоя: ПМЦ-36, ПМЦ-42, ПМЦ-48, ПМЦ-54. Их сравнительные характеристики даны в таблице:
| Разновидность | Температура плавления, °C | Применение |
| ПМЦ-36 | 800 | Пайка бронзовых, медных, латунных деталей, не требующая высокой точности. |
| ПМЦ-42 | 830 | Пайка бронзы и латуни, в составе которой 60–68% меди |
| ПМЦ-48 | 865 | Пайка томпака и полутомпака, медных сплавов с концентрацией не менее 69%. |
| ПМЦ-53 | 870 | Пайка стали, меди, бронзы, томпака, полутомпака |
| ПМЦ-54 | 880 |
Из серебра (ПСр-70, ПСр-45, ПСр-25 и др.)
Чем больше число в маркировке, тем более прочным получится соединение. От него зависит и цена: высококонцентрированный припой обойдется недешево. В качестве дополнительных составляющих применяют никель, медь, цинк, свинец, олово. Для большинства таких сплавов характерна высокая прочность, вязкость и текучесть, стойкость к коррозии и окислению.
Припои с небольшим содержанием серебра (ПСр-1–25) применяются для лужения и пайки различных металлических деталей. ПСр30–45 позволяет получить более прочное соединение элементов из меди и ее сплавов, никеля, ковара, бронзы. Высококонцентрированные ПСр-70 и ПСр-72 имеют повышенную проводимость, прочность на разрыв и изгиб. Они подходят для пайки лезвий ленточных пил.
Из латуни (ЛОК-59-1-03, ЛОК 62-06-04)
Латунный припой позволяет получить высокопрочное, не боящееся перепадов температур, влажности и органических кислот соединение, однако работа с ним требует профессионализма и применения специальных инструментов, поэтому в домашних условиях им не пользуются. Он широко применяется при пайке латуни, нержавейки, стали, меди, никеля и других твердоплавких металлов на различных производствах. Для него характерна высокая температура плавления (900°C) и текучесть.
Наиболее востребованы латунные припои ЛОК 59-1-03 и ЛОК 62-06-04. Первый содержит 58–60% меди, около 1% олова и 0,2–0,4% кремния, остальное – цинк.
Он применяется для газовой сварки латуни, пайки твердосплавных пластин, паяного режущего инструмента, наплавки углеродистых сталей.
Разновидность ЛОК 62-06-04 (цифры также соответствуют проценту содержания меди, олова и кремния) широко используется в различных отраслях промышленности. Она незаменима при проведении сварочных работ, производстве трансформаторов, для изготовления латунной сетки.
Легкоплавкие припои из олова и свинца: ПОС-61 и другие
По сравнению с тугоплавкими припоями механическая прочность легкоплавких невысока. Несмотря на это, они часто используются при электро- и радиомонтажных работах. Они плавятся уже при температуре в 183–280°С. Мягкие припои производятся на основе олова и свинца в различных пропорциях с добавлением кадмия, висмута, сурьмы, цинка, таллия и других металлов.
Припои оловянно-свинцовые (наиболее распространенные) имеют марку ПОС, если в составе присутствует также сурьма (она повышает прочность) – ПОССу. Бывают также оловянно-свинцово-кадмиевые (ПОСК), оловянно-цинковые (ОЦ) и бессвинцовые припои. Самые распространенные марки:
- ПОС-10. Используется для пайки и лужения контактных поверхностей электроники (починка электроприборов, реле).
- ПОС-40. Отличается широкой областью применения. Применяется для операций, не требующих высокой точности. Используется при работе с оцинкованным металлом, электроаппаратурой и радиоэлектроникой, детали которой нельзя подвергать высокотемпературному воздействию. С помощью ПОС-40 устраняют дефекты в трубах и радиаторах, им паяют медные провода.
- ПОС-61. Еще один популярный вид припоя, который широко используется как в промышленности, так и в быту. ПОС-61 незаменим при ремонте радиокомпонентов, пайке печатных плат и других деталей, чувствительных к перегреву, починке радиаторов. Оптимален для пайки проводов.
- ПОС-90. Отличается самой высокой температурой плавления (220–265°С). Применяется при ремонте медтехники и пищевой посуды, пайке обмоток.
Как самостоятельно определить или расшифровать марку припоя?
В большинстве случаев расшифровать марку припоя несложно. Буква П обозначает слово «припой», другие – входящие в него компоненты (Ср –серебро, К – кадмий, М – медь, А — алюминий, Кр – кремний и т. д.).
Если в материале присутствуют драгоценные и редкие металлы, маркировка начинается с них, даже если их доля составляет всего 1%. Далее следует цифра, соответствующая процентному содержанию компонента.
Например, ПМЦ-36 содержит 36% меди, ПОС-61 – 61% олова.
В обозначении многокомпонентных сплавов при маркировке часто используется следующая схема: сначала идут буквы, обозначающие компоненты, затем – цифры, соответствующие их процентному содержанию (расшифровка марки МНМц 68-4-2: 63–68% меди, 4–5% никеля и 1,5–2,5% марганца). Бессвинцовые сплавы, набирающие популярность благодаря отсутствию токсичного элемента, маркируются по наименованию компонентов на латыни с указанием их содержания после соответствующих букв: Sn95,5Ag3,8Cu0,7 (трехкомпонентный олово-серебряно-медный сплав).
Определить примерный состав можно и по внешнему виду. Материалы с высоким содержанием цинка, олова или серебра окрашены в светло-серебристый цвет, свинца – в тусклый серый. Латунный, золотой и фосфорный припои желтые, медный имеет красный подтон. Если он обладает металлическим блеском, в нем много олова. Тугоплавкие припои на вид матовые.
Как выбрать нужный припой и флюс?
При выборе сплава для пайки руководствуются его температурой плавления, видом соединяемых материалов, размером деталей, требуемыми характеристиками (прочностью, коррозионной стойкостью и т. д.), методом соединения и его сложностью. При пайке алюминия используют сплавы на основе серебра, олова, цинка, меди и кремния (ЦОП-40, ПОС, 34А, АВИА-1, АВИА-2, ВПТ-4, 34-А, П250А, П300Б и т. д.).
Для пайки медных деталей берут как мягкие, так и твердые припои.
Для починки радиодеталей больше подойдут первые, для пайки жил, фитинга на трубах могут применяться как легкосплавные (1S и Rosol 3), так и твердосплавные (Rolot 2).
Серебряные сплавы отличаются высоким качеством и используются для получения соединений при работе с медью, латунью или серебром. Они применяются тогда, когда через шов должно проходить электричество.
Не менее важен и правильный выбор флюса. Самый доступный вариант – канифоль. Она лучше всего подходит для пайки в быту.
Ее используют при ремонте радиодеталей, плат, соединении небольших медных, латунных, железных, никелевых деталей.
Для пайки этих и более крупных элементов подойдет также глицерин-гидразиновый флюс, канифоль-гель «Актив» и ЛТИ-120. Последний активно используется при пайке проводов.
При работе с алюминием крайне важна качественная обработка поверхности флюсом – на ней быстро образуется оксидная пленка, которая препятствует адгезии. Для этого металла используют самые активные вещества – паяльную и ортофосфорную кислоту, Ф-64. Они же, вызывая сильную химическую реакцию, являются и самыми токсичными.
Загрузка...
