13-0800, Припій

Що таке припій?

Головним витратним матеріалом для пайки є припій. Він виступає в ролі з’єднальної речовини, яка при нагріванні розплавляється і розтікається, а при охолодженні твердне, скріплюючи ніжки радіодеталей з контактами доріжок на платі або інші металеві деталі. Таким чином створюється нероз'ємне з'єднання. При цьому важливо, щоб припій мав меншу температуру плавлення, ніж деталі, що з'єднуються, але разом з цим вона повинна бути більшою, ніж робоча температура деталей, що з'єднуються.

Припоєм є метал або сплав металів. Вони повинні володіти змочуваністю — здатністю розтікатися і заповнювати порожнини, при цьому вступаючи в контакт з металом, утворюючи сплав металу і припою. Змочування відбувається, коли метал і метали припою утворюють зв'язок з металом деталей, що з'єднуються. Після цього їх неможливо роз'єднати. Для того, що був можливий щільний контакт припою з металом необхідно, щоб поверхні, що спаюється, були очищені від бруду і окислів.

Різновиди припоїв

Припої класифікують за температурою плавлення, за кількістю компонентів і за формою випуску.

Існує два види припоїв за температурою плавлення: м'які і тверді. До м'яких відносяться припої, що мають температуру плавлення до 300°С. Тверді плавляться при температурі понад 300°С. Ці два види припою також відрізняються властивостями — міцністю з'єднання. Межа міцності м'яких припоїв — 16-100 МПа. У твердих він становить 100-500 МПа.

Залежно від кількості металів припої діляться на одно- і багатокомпонентні. Однокомпонентні складаються з олова і зустрічаються рідко. Більш популярні багатоскладові — олов'яно-свинцеві. Для зміни властивостей до них можуть додаватися й інші метали. Також випускаються припої з додаванням беззмивного флюсу.

М'які припої

М'які припої називаються легкоплавкими, оскільки вони легко плавляться і мають низьку температуру плавлення — вона становить від 180° до 280°С, хоча існують низькотемпературні, що розплавляється при температурах 60-95°С.

Легкоплавкі — найпоширеніший тип припоїв, що використовується для ремонту в побуті. Переважно, це сплав олова зі свинцем. Він легко плавиться. Правда, при цьому він має низьку міцність, тому в промисловості таки припої не застосовуються.

Олов'яно-свинцеві припої позначаються абревіатурою «ПОС» з числами, що вказують на відсоткове співвідношення олова в сплаві. Воно може становити від 10% (ПОС-10) до 90% (ПОС-90). Чим більше олова — тим м'якше припій. І навпаки, чим більше свинцю — тим він міцніше. Для зміни властивостей в них можуть додавати інші метали. Наприклад, кадмій і вісмут додають для зменшення температури плавлення, а сурму — для підвищення міцності.

Марки легкоплавких припоїв такі:
ПОС-18 (олово – 18%, свинець – до 80%, сурма – 2-2,5%) — температура плавлення 277°С, застосовується для пайки деталей з міді, оцинкованого заліза і сталі.
ПОС-30 (олово – 30%, свинець – до 68%, сурма – 1,5-2%) — температура плавлення 256°С, призначений для пайки деталей з міді, оцинкованого заліза і сталі, а також для лудіння.
ПОСВ-33 (олово – 33,4%, свинець – 33,3%, вісмут – 33,3%) — температура плавлення 130°С, використовується для пайки деталей з міді та латуні, а також плавких запобіжників.
ПОС-40 (олово – 40%, свинець – до 58%, сурма – 1,2-2%) — температура плавлення 235°С, застосовується для пайки важливих з’єднань зі сталі і латуні, а також для лудіння кабелів і клем.
ПОС-50 (олово – 50%, свинець – 50%) — температура плавлення 209°С, призначений для пайки і лудіння струмоведучих деталей з міді, латуні, бронзи, які вимагають підвищеної міцності та температурної стійкості.
ПОС-61 (олово – 61%, свинець – до 39%) — температура плавлення 190°С, використовується для пайки і лудіння струмоведучих деталей з міді, латуні.

З усіх олов'яно-свинцевих припоїв найбільш популярні ПОС-40 і ПОС-61.

Крім олов'яно-свинцевих до м'яких припоїв відносяться безсвинцеві. Вони використовуються для пайки радіоелектронної апаратури в промисловості. Найпростіший з них — олово. Цей метал має гарну електропровідність і має відмінну змочуваність, однак він нестійкий. Тому застосовуються припої з олова і індію, олова і цинку, а також зі сплаву олова і міді.

М'які припої випускаються у вигляді прутків, дроту діаметром від 0,5 мм до 3 мм в колбі або на котушці.

Тверді припої

Тверді припої називають тугоплавкими. Вони характеризуються високою температурою плавлення (від 450°С до 1100°С), відрізняються підвищеною міцністю і забезпечують гарну електропровідність. Такі припої застосовуються на деталях, що піддаються ударним і вібронавантаженням. Дозволяють паяти деталі з мідних, латунних і нержавіючих сплавів. Наприклад, автомобільні радіатори, посуд, мідні трубки.

До твердих припоїв відносяться припої зі сплаву міді, цинку, срібла. До них можуть додаватися кадмій і фосфор. Мідно-цинкові маркуються як ПМЦ. Мідно-фосфорні позначаються ПМФ. Срібні — ПСР.

Деякі марки твердих припоїв:
ПМЦ-42 (мідь – 40-45%, цинк – 53-58%, домішки до 2%) — температура плавления 833°С, подходит для пайки латунных предметов, на 60-68% состоящих из меди.
ПМЦ-47 (мідь – 45-49%, цинк – 49-53%, домішки до 2%) — температура плавлення 833°С, підходить для пайки латунних деталей зі сплаву Л-62.
ПСР-10 (срібло – 10%, мідь – 52-54%, цинк – 38%) — температура плавлення 850°С, підходить для пайки латунних виробів з вмістом міді більше 58%.
ПСР-45 (срібло – 45%, мідь – 20-30%, цинк – 25-35%) — температура плавлення 720°С, підходить для пайки предметів з міді і нержавіючої сталі зі створенням високої щільності і міцності шва.
ПСР-25 (срібло – 25%, мідь – 39-41%, цинк – 34-36%) — температура плавлення 765°С, підходить для пайки предметів з міді і нержавіючої сталі з меншими вимогами до надійності, ніж при пайці припоєм ПСР-45.
ПСР-70 (срібло – 70%, мідь – 25-26%, цинк – 4-5%) — температура плавлення 780°С, підходить для пайки хвилевідводів і об'ємних контурів, з'єднань, що піддаються вигинам і ударним навантаженням із забезпеченням електропровідності.

Тверді припої випускаються у вигляді дроту, трубок, пластин.