Марки припоев для пайки, состав и свойства, применение: от чего зависит выбор?

Припои для пайки — для соединения различных металлических деталей между собой часто применяется пайка. Твердые и мягкие припои…Флюсы…

Что такое припой, пайка, флюс

Есть два способа соединения металлов — сварка и пайка. При сварке металл в месте соединения деталей плавится, за счет чего получаем неразрывное соединение. Такой тип соединения наиболее надежен, но не все металлы можно сваривать. Для металлов которые сваривать не получается, применяют пайку.

Для чего нужен припой

Что такое припой для пайки — это материал, который обеспечивает соединение

Что такое припой и для чего он нужен

Пайкой называют процесс соединения металлов с использованием вспомогательного состава — припоя. Это сплав, который имеет более низкую температуру плавления чем соединяемые детали. В процессе соединяемые детали только нагреваются, но не начинают плавиться. Плавится только припой. Он переходит в жидкое состояние, растекается и заполняет капилляры соединяемых деталей. В результате соединение получается надежным, хоть и менее прочным чем сварка. При сварке получаем, по сути, монолит. При пайке добиться такого эффекта невозможно.

Основная характеристика припоя - температура плавления

Припой для пайки — это сплав металлов с температурой плавления ниже чем у соединяемых деталей

Итак, припой для пайки — это сплав с температурой плавления ниже, чем у соединяемых деталей. С его помощью получаем прочное соединение. Некоторые виды припоя обеспечивают герметичность, другие дают хорошую электропроводимость. Именно эту группу припоев и используют при ремонте и изготовлении приборов, соединении проводов.

Что такое флюс и что он делает

При пайке плат, проводов, электроники важно достигнуть хорошего электрического контакта, т.е. с минимальным сопротивлением. Это возможно только при соединении чистых металлов без загрязнений и оксидной пленки. А медь и алюминий, которые и приходится обычно паять, как раз активно окисляются. Окислы можно удалять механически, но это занимает время, да и результат слишком зависит от человека. Поэтому обычно применяют флюс — это вещество, которое растворяет окислы и, заодно, улучшает растекаемость припоя. Простейший флюс — это канифоль растворенная в спирте.

РАзные марки и формы выпуска припоев

Это все припой для пайки

Есть флюсы, которые также служат для защиты от воздействия окружающей среды. Но, в большинстве случаев, они слишком активны и, после пайки, требуется очищение плат и деталей. Иначе остатки флюса разъедают оболочки, саму плату, соединение. Для этого существуют специальные смывки. Обычно это спирты и спиртовые растворы, но некоторые составы смываются водой. Способ удаления обычно указывается в описании к составу.

Формы выпуска припоя для пайки

Чаще всего припой встречается в виде проволоки различной толщины — от 0,3 мм до 3 мм. Это те размеры, которые применяют при пайке электроники и проводов. Припой в виде проволоки наматывают на катушки (бобины) . Длина проволочного припоя — несколько метров, но продают его по весу — на граммы и килограммы. Стандартные варианты расфасовки на катушке  — 50, 100, 200, 250 и 500 грамм. Для производственных целей выпускаются катушки с весом припоя от 1 кг и более.

Припой Stannol в бобинах по 100, 250 и 500 грамм

Проволочный припой в бобинах — наиболее удобная для применения форма. Популярностью пользуется продукция немецкой компании Stannol

Мелкая фасовка может быть и без катушки.

Припой ПОС-61 с каналом канифоли. Продается без катушки, так как вес всего 10 грамм

Припой ПОС-61 с каналом канифоли. Продается без катушки, так как вес всего 10 грамм

Обратите внимание, что проволочный припой может с флюсом/канифолью — трубочка из припоя, заполненная флюсом. Количество флюса — 1-8%. Такой вариант идеален, так как компоненты подобраны оптимально (у хороших марок) и дают хорошее качество пайки.

Трубчатый припой с флюсом - внутри трубки находится канифоль

Трубчатый припой с флюсом — внутри трубки находится канифоль

Процентное содержание флюса указывается на наклейке.

Содержание флюса в припое составляет 2,2%

Согласно информации на наклейке, содержание флюса составляет 2,2%

Есть еще следующие виды выпуска припоя:

  • Прутки. Диаметр — 5-10 мм, но продают тоже по весу.
  • Порошок. Обычно для промышленного применения.
  • Гранулы. Тоже чаще для производств.
  • Фольга. Такая форма выпуска хороша для тонкопленочных (СМД) деталей.
  • Паяльная паста. Паяльной пастой удобно работать и с обычными, но мелкими деталями. Но она разрабатывалась для СМД электроники.
Форма выпуска припоя для SMD элементов

Припой в виде пасты в тюбике, фольги и гранул. С такими удобнее работать при пайке СМД компонентов

Наиболее распространенная форма выпуска припоя — проволока. Различная толщина позволяет брать то количество материала, которое требуется для данного типа деталей. Да и хранить катушку проще чем, скажем моток, порошок и т.д.  Удобна еще паяльная паста, которая продается в тюбиках. Но такая форма выпуска в разы дороже. Так что ее обычно применяют целенаправленно — для тонкопленочных деталей.

Технические характеристики

В процессе пайки деталей важно чтобы жидкий припой был не настолько горячим, чтобы вывести из строя деталь или расплавить изоляцию. Второй важный момент — чтобы он хорошо «ложился» на соединяемые детали. Ну и третий — чтобы контакт в месте пайки был надежным. Еще часто обращают внимание на блеск — это свидетельство того, что пайка была выполнена с соблюдением технологии. За все эти параметры отвечают следующие технические характеристики припоя:

  • Смачиваемость. При пайке важно чтобы припой хорошо растекался и обволакивал соединяемые фрагменты и не стекал с них. Это возможно при хорошей смачиваемости. Это именно свойство растекаться, оставаться в то же время на деталях.
    Основные технические характеристики припоя

    Свойство растекаться и «сцепляться» с деталями называют смачиваемостью припоя

  • Температура плавления. Тут все понятно. Подбирать припой надо так, чтобы он расплавился раньше, чем начнут плавиться детали или перегрев будет критическим.

Это все технические характеристики, по которым подбирают припой для домашнего использования. И именно эти два момента отмечают, когда рекомендуют или нет ту или иную фирму. Больше упирают на температуру. И, вот что странно, один и тот же состав, но разных фирм, нагревать требуется по-разному. Смачиваемость можно откорректировать при помощи флюса — он улучшает этот показатель. А вот с температурой плавления бороться никак не получается. Поэтому удобство пайки определяется тем, насколько легко припой плавится.

А вообще, учитывается прочность, упругость, твердость, электропроводность. Прочность и упругость важна там, где могут возникнуть механические нагрузки. Это больше относится к пайке медных труб и других подобных изделий. Твердость показывает насколько легко повреждается зона пайки. Электропроводность важна для обеспечения электрического контакта.

Что такое припой

Припой – это смесь сплавов с помощью которых соединяются детали. Процесс соединения деталей припоем называется пайкой.


Хороший результат пайки – это чистый и блестящий контакт. Если у контакта есть трещины, то это результат холодной пайки. Холодная пайка может быть не только от несоблюдения температуры, но и от состава припоя. Если в припое много шлаков, они негативно повлияют на надежность соединения.

Для разных задач используются разные припои.

Характеристики ПОС и ПОССу

Характеристики припоев оловянно-свинцовой группы, показаны в таблице параметров. Здесь можно увидеть такие характеристики, как удельное электросопротивление, температуру плавления, временное сопротивление разрыву, плотность, ударную вязкость и твердость по Бринеллю, теплопроводность, относительное удлинение существующих разновидностей ПОС и ПОССУ.

Из таблицы видно самый легкоплавкий припой (кадмиевый ПОСК 50-18) с температурой плавления 145 °C, и самым прочный припой для пайки (ПОССу 4-6) с временным сопротивлением разрыву 6,5 кгс/мм2.

Свойства

К низкотемпературным относят те припои, которые имеют температуру плавления не выше 450 градусов. В категорию наибольшей плавкости относят составы, которые начинают переходить в жидкую форму при температуре менее 145 градусов. Легкоплавкими называют реактивы, у которых точка застывания находится в диапазоне 145—450 градусов. В свою очередь, высокотемпературные припои имеют свою внутреннюю градацию:

  • среднеплавкие (максимум 1100 градусов);

  • высокоплавкие (разжижающиеся при нагреве до 1850 градусов);

  • тугоплавкие (еще менее поддающиеся воздействию температуры).

Кроме этого параметра, классификация по свойствам касается:

  • предположительной температуры при выполнении паяльных работ;

  • удельной массы;

  • электрического сопротивления (в удельном исчислении);

  • предела механической прочности при прикладывании растягивающего усилия.

Виды припоя

Принято делить припой на твердый и мягкий. Но для пайки «мягкость» не тот показатель, который определяет выбор. Больше важна температура плавления. Так вот, мягкие припои имеют более низкую температуру плавления, чем твердые. Мягкие плавятся при температуре ниже 300°С, твердые — выше. Поэтому еще в ходу название тугоплавкий и легкоплавкий припой.

В состав припоя вводят добавки для улучшения характеристик

В этом припое есть добавка меди, золота и серебра. Припой MSolder SUPREME SilverGold с флюсом обеспечивает самую высокую проводимость и имеет самую высокую текучесть в линейке припоев MUNDORF, но обладает самой высокой температурой плавления. Этот припой является наилучшим для использования в ламповой технике и других устройствах высшего класса, а также для соединения высококачественных аудио кабелей, фольги, используемой в катушках индуктивности, и прочих компонентов.

Делают припой из свинца, олова, меди, никеля, кадмия, серебра. Их добавляют в различных пропорциях. Для придания определенных свойств вводят добавки:

  • сурьма, медь, кадмий, алюминий, серебро, цинк — улучшают растекаемость;
  • сурьма, никель, железо , кобальт, цинк, кремний, бор — повышают прочность;
  • серебро, литий, кадмий и висмут — для более низкой температуры плавления;
  • никель и медь повышают стойкость к коррозии;
  • кремний, цирконий, ванадий, кобальт, вольфрам повышают жаропрочность.

Выбирают припой по виду соединяемых металлов, их температуры плавления (припой должен расплавиться раньше), требуемой прочности соединения.

Паяльные пасты

Развитие автоматизированной технологии для изготовления электронных плат обусловило появление нового типа припоев: так называемых паяльных паст, пригодных как для обычной, так и трафаретной пайки элементов электронных схем. Паяльные пасты представляют собою дисперсную смесь, в которой дисперсной фазой являются микро- и наноразмерные частицы припоя, иногда твёрдых компонентов флюса, а диспергирующей средой являются жидкие компоненты флюса и летучие органические растворители.

Популярные бренды

Некоторые марки припоев уже названы. Однако надо указать, что в разных странах они могут обозначаться неодинаково. Так, «третник» имеет и точный иностранный аналог — Sn63Pb37. Это вещество подход для пайки и лужения меди, а также бронзы. Допускается применение состава для работы с предметами, которые будет подвергаться постоянному действию электрического тока.

Среди мягких припоев обращает на себя внимание ПОСВ-33. Им пользуются, чтобы паять подверженные перегреву детали.

Внимание: входящий в состав кадмий токсичен для человеческого организма и может применяться лишь очень осторожно.

Мало того, в ряде случаев его присутствие внутри шва отрицательно сказывается на свойствах готовых изделий. Если же говорить о коммерческих марках, то заслуживают внимания:

  • припой-герметик «Экстремал»;

  • продукция Rothenberger;

  • товары Brazetec.

Бессвинцовые припои

Так как свинец токсичен (способен вызвать отравление), в некоторых странах значительно ограничивают его применение. По этой причине стали разрабатывать бессвинцовые припои. Их делают на основе олова, к которому добавляют серебро, медь, висмут, цинк, золото, индий. По перечню компонентов можно понять, что дешевыми сплавы не будут. Мало того, они не очень удобны в работе. Они безопасны, но плавятся с трудом. Именно этим и не нравятся — слишком сильно надо разогревать паяльник.

Демонтаж элементов, припаянных бессвинцовыми составами, нелегкое занятие. Надо не перегреть, но и недогреть не получается. Процесс идет быстрее и проще, если взять каплю припоя со свинцом и «разбавить» места пайки.

Припой без свинца часто делают с использованием серебра

«Серебряный припой» Audio Note Silver Solder — бессвинцовый. Содержит 91% олова, 6% серебра, 2% меди и 1% сурьмы

Практичны следующие составы на основе олова и серебра:

  • с медью
    • Sn96,5Ag3Cu0,5 и Sn96,5Ag3,5 — плавятся при 221°C;
    • Sn96,7Ag2Cu0,8Sb0,5 — 216-222°С;
    • Sn95,5Ag3,8Cu0,7 — 217°C;
  • олово+серебро Sn98Ag2 — 221-226°C.
  • с висмутом
    • Sn90,5Ag2Bi7,5 — 207-212°C;
    • Sn93,5Ag3,5Bi3 — 206-213°C;
  • с цинком Sn89Bi3Zn8 — 189-199°C.
    Припои без содержания свинца безопасны

    Часто наносится соответствующая криптограмма

Бессвинцовый припой индий+висмут и состав на основе олова с теми же добавками — более легкоплавкие из этой группы. Но цена на них не ниже, чем с серебром, так как металлы редкие.

  • Bi67In33 — 107-112°C;
  • Sn70Bi20In10 — 143-193°C.

При использовании припоев с серебром, пайка получается более прочной. Эти составы хороши там, где может быть высокая механическая нагрузка. Как известно, серебро хорошо проводит электрический ток. И составы с высоким его содержанием также отличаются повышенной электропроводимостью. Так что применяют серебряный припой при пайке средств связи.

Использование ПОС

Первооткрыватели этого сплава были приятно удивлены, что он превращается в расплавленное состояние при меньшей температуре, а эвтектическая смесь способна играть роль растворителя для добавленного металла. Так и были разработаны самые первые марки припоев ПОС.

Свинцовые варианты

Такие смеси с содержанием свинца, отличаются мягкостью, быстрым расплавлением и лёгкой обработкой, поэтому получили название свинецсодержащие припои. Они вредны, поэтому были запрещены для использования во время спайки элементов электрических приборов по всему миру. Процент содержание кадмия, ртути, а также аналогичных вредоносных компонентов в оборудовании строго регламентировано и проверяется соответствующими организациями.

См. также

  • Легкоплавкие сплавы
  • Флюс

Форма выпуска

Припой выпускается в различных формах. Первоначально, на заводе, это чушки. В обозначении марки тогда добавляется буква Ч. Например Ч ПОС-40. ГОСТ 21930-76 определяет форму и размер чушек для каждого материала и вида.

В розничную продажу припой для пайки поступает в прутках диаметром 8 мм, в виде паяльной проволоки, намотанной на катушке или свернутой в спираль и уложенной в пластиковой тубе.

Очень часто паяльная проволока представляет собой трубку из оловянно-свинцового сплава, внутри которой находится флюс – вещество, способствующее повышению качества пайки.

Флюс разрушает оксидную пленку на спаиваемых деталях и препятствует дальнейшему окислению спаянного стыка во время его охлаждения.

Нередко в качестве флюса используется канифоль – продукт перегонки сосновой смолы-живицы. Она плавится при температуре 68 ℃, в обычных условиях твердая, хрупкая, имеет жёлтый цвет.

Как отличить хороший припой

Что такое «хороший припой» применительно к бытовому использованию? Есть определенные критерии, по которым можно сделать оценку:

  • Хорошо смачивает плату и деталь.
  • Плавится при не очень высокой температуре.
  • Дает блестящую пайку.

Блестящая пайка — это не капризы эстетики. Это показатель того, что состав качественный и что температура нагрева была достаточной, но и без перегрева.

Надо сказать, что цена на одну и ту же марку припоя у производителей отличаться может в разы. Но лучше не экономить, так как расход припоя не слишком большой, а время, затраченное на выполнение той же работы, отличается существенно. А еще нервы.

Вот какие производители «трубчатого» припоя считаются хорошими:

  • TELECORE;
  • LUKEY;
  • ASAHI (АСАХИ);
  • Radiel (многими считается лучшим припоем);
  • Rexant;
  • польский Cynel;
  • польский LP;
  • польский Topex;
  • ALPHA FLUITIN;
  • Balver Brilliant.
Лучший припой для пайки

Высокочистые припои Radiel Fondam (Франция) можно считать эталоном качества

Обычный (не трубчатый) ПОС 61 можно брать и отечественный, но под него нужен хороший флюс. Не факт что получится эта пара дешевле. Просто для пайки разных деталей надо иметь, как минимум, два-три разных диаметра трубчатого припоя. Если вы используете его редко, смысла в этом нет. А обычный припой с хорошим флюсом можно «дозировать» по желанию. Но только если у вас есть какой-то опыт. Если его, пока мало или нет совсем — берите припой с флюсом. Проще работать.

В видео ниже сравнивается рабочая температура плавления припоя ПОС 61 с китайскими аналогами Sincon, Kaina, Kaisi, Mechanic, noname.

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.

Как пользоваться?

Разумеется, любые паяльные работы должны производиться только при хорошем освещении. Это позволит не только упростить и ускорить работы, но и улучшить контроль качества, а также, что немаловажно, обеспечить собственную безопасность. Поблизости не должно находиться легко загорающихся предметов. Пространство на рабочем месте придется очищать и освобождать. Для большего комфорта можно выбирать современные припои (их отщипывают разогретым жалом).

Если это не слишком принципиально, можно использовать и классическое олово. Приготовить поверхность к использованию припоя поможет канифоль.

​​​​​​ Она обеспечит равномерное распределение состава. Если не наносить канифоль, припой будет собираться в капли или вовсе не будет обеспечена адгезия. Расплавленный припой капают в малом количестве на жало паяльника; но если предстоит обрабатывать большую зону, то придется использовать твердую проволочную форму. Небольшой объем припоя вносят, касаясь жалом; заметив повисшую каплю, надо ее сразу убрать, чтобы не было переизбытка.

Удаляют просто: стучат пару раз по периметру подставки. Затем надо немедленно вернуться к пайке, проведя жалом вдоль намеченной линии. Важно: убирать избыток припоя придется и в случае использования проволоки. Потребуется постоянно следить за тем, чтобы паяльник не перегревался. Если применялся кислотный флюс, застывший припой придется сразу смывать.

Обзор припоев смотрите далее.

Как выбрать припой

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

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

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

Ссылки

  1. Гуляев А. П. Металловедение. М.: «Металлургия» 1986 г. 544 с.
modif.png

Эта страница в последний раз была отредактирована 21 февраля 2021 в 19:11.

Пайка медных труб

По причине того, что медь слабо подвержена коррозийным процессам, она легко поддается пайке. С нею в процессе стыковки лучше всего контактируют олово, серебро, другие сплавы и металлы.

Для соединения медных изделий задействуют капиллярную пайку. Она основана на способности жидкости за счет адгезии перемещаться по узким каналам, в том числе и против направления действия силы тяжести. Благодаря явлению капиллярности, припой способен равномерно заполнить зазоры вне зависимости от того, каким образом располагаются трубы.

Припой для пайки меди температура плавления

Процесс пайки при этом может происходить с использованием легко-, средне – и высокоплавких припоев. За счет первого вида выполняют низкотемпературную пайку, а двух других – высокотемпературную. В основе выбора припоя лежат условия, в которых будет эксплуатироваться готовый трубопровод.

К легкоплавкому виду, еще называемому мягким припоем для пайки медных труб, принадлежит олово и сплавы с ним: оловянно-медные, оловянно – серебряные, оловянно-медно-серебряные. К такому же типу принадлежат припои, главным компонентом в которых является свинец, но они токсичны и по этой причине их нельзя использовать при прокладке трубопроводов для подачи питьевой воды.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...