13-0800, Припой

Что такое припой?

Главным расходным материалом для пайки является припой. Он выступает в роли связующего вещества, которое при нагреве расплавляется и растекается, а при остывании затвердевает, скрепляя ножки радиодеталей с контактами дорожек на плате или другие металлические детали. Таким образом создаётся неразъёмное соединение. При этом важно, чтоб припой имел меньшую температуру плавления, чем соединяемые детали, но вместе с этим она должна быть большей, чем рабочая температура соединяемых деталей.

Припоем является металл или сплав металлов. Они должны обладать смачиваемостью — способностью растекаться и заполнять полости, при этом вступая в контакт с металлом, образуя сплав металла и припоя. Смачиваение происходит, когда металл и металлы припоя образуют связь с металлом соединяемых деталей. После этого их невозможно разъединить. Для того, что был возможен плотный контакт припоя с металлом необходимо, что спаиваемые поверхности были очищены от грязи и окислов.

Разновидности припоев

Припои классифицируют по температуре плавления, по количеству компонентов и по форме выпуска.

Существует два вида припоев по температуре плавления: мягкие и твёрдые. К мягким относятся припои, имеющие температуру плавления до 300°С. Твёрдые плавятся при температуре свыше 300°С. Эти два вида припоя также отличаются свойствами — крепостью соединения. Предел прочности мягких припоев — 16-100 МПа. У твёрдых он составляет 100-500 МПа.

В зависимости от количества металлов припои делятся на одно- и многокомпонентные. Однокомпонентные состоят из олова и встречаются редко. Более популярны многосоставные — оловянно-свинцовые. Для изменения свойств к ним могут добавляться и другие металлы. Также выпускаются припои с добавлением бессмывочного флюса.

Мягкие припои

Мягкие припои называет легкоплавкими, поскольку они легко плавятся и имеют низкую температуру плавления — она составляет от 180° до 280°С, хотя существуют низкотемпературные, расплавляемые при температурах 60-95°С.

Легкоплавкие — наиболее распространённый тип припоев, использующийся для ремонта в быту. Преимущественно, это сплав олова со свинцом. Он легко плавится. Правда, при этом он имеет низкую прочность, поэтому в промышленности таки припои не применяются.

Оловянно-свинцовые припои обозначаются аббревиатурой «ПОС» с числами, указывающими на процентное соотношение олова в сплаве. Оно может составлять от 10% (ПОС-10) до 90% (ПОС-90). Чем больше олова — тем мягче припой. И наоборот, чем больше свинца — тем он крепче. Для изменения свойств в них могут добавлять другие металлы. Например, кадмий и висмут добавляют для уменьшения температуры плавления, а сурьму — для повышения прочности.

Марки легкоплавких припоев такие:
ПОС-18 (олово – 18%, свинец – до 80%, сурьма – 2-2,5%) — температура плавления 277°С, применяется для пайки деталей из меди, оцинкованного железа и стали.
ПОС-30 (олово – 30%, свинец – до 68%, сурьма – 1,5-2%) — температура плавления 256°С, предназначен для пайки деталей из меди, оцинкованного железа и стали, а также для лужения.
ПОСВ-33 (олово – 33,4%, свинец – 33,3%, висмут – 33,3%) — температура плавления 130°С, используется для пайки деталей из меди и латуни, а также плавких предохранителей.
ПОС-40 (олово – 40%, свинец – до 58%, сурьма – 1,2-2%) — температура плавления 235°С, применяется для пайки важных соединений из стали и латуни, а также для лужения кабелей и клемм.
ПОС-50 (олово – 50%, свинец – 50%) — температура плавления 209°С, предназначен для пайки и лужения токоведущих деталей из меди, латуни, бронзы, которые требуют повышенной прочности и температурной стойкости.
ПОС-61 (олово – 61%, свинец – до 39%) — температура плавления 190°С, используется для пайки и лужения токоведущих деталей из меди, латуни.

Из всех оловянно-свинцовых припоев наиболее популярны ПОС-40 и ПОС-61.

Кроме оловянно-свинцовых к мягким припоям относятся бессвинцовые. Они используются для пайки радиоэлектронной аппаратуры в промышленности. Наиболее простейший из них — олово. Этот металл обладает хорошой электропроводностью и имеет отличную смачиваемость, однако он нестойкий. Поэтому применяются припои из олова и индия, олова и цинка, а также из сплава олова и меди.

Мягкие припои выпускаются в виде прутков, проволоки диаметром от 0,5 мм до 3 мм в колбе или на катушке.

Твёрдые припои

Твёрдые припои называют тугоплавкими. Они характеризуются высокой температурой плавления (от 450°С до 1100°С), отличаются повышенной прочностью и обеспечивают хорошую электропроводность. Такие припои применяются на деталях, подвергаемых ударным и вибронагрузкам. Позволяют паять детали из медных, латунных и нержавеющих сплавов. Например, автомобильные радиаторы, посуду, медные трубки.

К твёрдым припоям относятся припои из сплава меди, цинка, серебра. К ним могут добавляться кадмий и фосфор. Медно-цинковые маркируются как ПМЦ. Медно-фосфорные обозначаются ПМФ. Серебрянные — ПСр.

Некоторые марки твёрдых припоев:
ПМЦ-42 (медь – 40-45%, цинк – 53-58%, примеси до 2%) — температура плавления 833°С, подходит для пайки латунных предметов, на 60-68% состоящих из меди.
ПМЦ-47 (медь – 45-49%, цинк – 49-53%, примеси до 2%) — температура плавления 833°С, подходит для пайки латунных деталей из сплава Л-62.
ПСР-10 (серебро – 10%, медь – 52-54%, цинк – 38%) — температура плавления 850°С, подходит для пайки латунных изделий с содержанием меди более 58%.
ПСР-45 (серебро – 45%, медь – 20-30%, цинк – 25-35%) — температура плавления 720°С, подходит для пайки предметов из меди и нержавеющей стали с созданием высокой плотности и прочности шва.
ПСР-25 (серебро – 25%, медь – 39-41%, цинк – 34-36%) — температура плавления 765°С, подходит для пайки предметов из меди и нержавеющей стали с меньшими требованиями к надёжности, чем при пайке припоем ПСР-45.
ПСР-70 (серебро – 70%, медь – 25-26%, цинк – 4-5%) — температура плавления 780°С, подходит для пайки волноотводов и объёмных контуров, соединений, подвергающихся изгибам и ударным нагрузкам с обеспечением электропроводности.

Твёрдые припои выпускаются в виде проволоки, трубок, пластин.