Разновидности припоев и их особенности

Свинцово-оловянные припои широко используются в радиоэлектронике для спаивания различных микросхем. Достичь качественных результатов с их использованием становится возможным лишь тогда, когда мастер достаточно хорошо разбирается с процессом пайки и понимает основные правила работы и выбора припоев.

Начинающие же радиолюбители достаточно часто задаются вопросом: какой припой лучше выбрать в данном конкретном случае, и какими свойствами они обладают. Эта статья поможет разобраться с поставленной задачей.

Свинцово-оловянные припои

Свинцово-оловянные припои разделяют на мягкие и твердые. Первые являются легкоплавкими и широко применяются в работе с радиоаппаратурой. Их температура плавления находится в интервале 300–450 градусов.

Данный тип сплава характеризуется меньшей твердостью по сравнению с тугоплавкими вариантами, однако в монтаже микросхем именно они используются наиболее часто.

Состав мягких вариантов представляет собой сочетание двух элементов: свинца и олова. Также могут добавляться и легирующие элементы. Содержание подобных примесей незначительно. Их вводят для придания соединению определенных свойств, таких как пластичность, прочность и так далее.

Почему их делают на основе олова? Дело в том, что станум – лучший материал для пайки. Он обладает рядом преимуществ. К ним относится высокая проводимость и отличное смачивание. Тем не менее есть и недостатки, например, оно подвержено явлению оловянной чумы, формированию интерметаллических поверхностей и т.д.

Избежать появления подобных проблем можно путем добавления плюмбума, меди, серебра, золота. Если в составе первый элемент отсутствует, то сплав называют бессвинцовым. Он отличается большей безопасностью для мастера. На практике чаще всего используются припои, содержащие свинец и обозначающиеся буквами «ПОС».

Низкотемпературные припои

Легкоплавкие припои имеют температуру перехода к жидкому состоянию до 450 °C. Применяются радиотехническими соединениями, при спайке проводов, других работах. Основные составляющие таких изделий пайки имеют сплавы олова, свинца, кадмия или висмута. В процессе обезжиривания, лужения технических плат имеют место сплавы Вуда или Розе. Такие вещества переходят в жидкое состояние уже на отметке 70 °C.

Низкотемпературный припой

Металлы имеют различную температуру плавления, важно ознакомиться с составом припоя перед покупкой.

  1. Олово представляет собой легкоплавкий металл, который растворяется серной или соляной кислотой. Плавится металл на отметке 232 °C, воздействие стандартных комнатных температур не влияет на него, однако при отметке -50 °С разрушается составная кристаллическая решетка.
  2. Свинец является популярным ввиду своей легкоплавкости, хорошо поддается обработке. Окисляется только поверхность, на которую происходит воздействие окружающего воздуха.
  3. Кадмий используется в антикоррозийных целях при пайке изделием из олова и свинца. Сам материал токсичен, плавится при отметке 321 °С.
  4. Висмут добавляется в состав ввиду растворимости серной кислотой, азотной средой.

Наиболее удобная форма выпуска для пайки радиодеталей – проволока диаметром 2-2,5 см. Составом современных изделий является канифоль, которая выступает ролью флюса.

Состав

Как уже было отмечено выше, свинцовый припой обычно содержит Sn и Pb. Количество процентного содержания первого элемента обозначается цифрами, стоящими за буквами. Например, в ПОС-40 содержится сорок процентов станума, а в ПОС-60 – шестьдесят. Стоит отметить, что у ПОС-60 и 61 состав одинаковый, однако маркируются по-разному.

Многие зачастую не обращают должного внимания на состав сплава при занятии пайкой. Тем не менее данный момент очень важен, ведь он определяет характеристики монтажа и качество выполненной работы.

Марки мягких припоев для пайки паяльником

Мягкие припои применяются совместно с электрическим паяльником и флюсом. Входящее в состав олово является экологически чистым продуктом, может применяться к соединению элементов пищевой промышленности. Наиболее распространенным является изделие пайки третник, получивший свое название из-за содержания трети свинца составом. Мягкие припои подразделяются на разновидности в соответствии с назначением, температурой плавки.

Припой ПОСВ-33

Низкоплавкие припои используются для пайки чувствительных к перегреву деталей, таких как предохранители, транзисторы. В состав входят свинец, олово, висмут и кадмий, последний материал токсичен, применяется не во всех сферах деятельности. Плавление изделий Вуда начинается с самой низшей температуры – 69 °C.

Отечественные марки продуктов имеют маркировку ПОС, с добавлением некоторых веществ наименование изменяется. К примеру, ПОСВ – 33 имеет равные части свинца, олова и меди, применяется к латунным, медным деталям, требующим герметичного шва.

Основные технические характеристики мягких припоев для пайки электрическим паяльником

Технические характеристики материалов, применяемых к пайке, разделяются на некоторые параметры:

  • проводимость или удельное электрическое сопротивление составляет 0,1 ом на метр. Припой оловянно – свинцового типа проводит электрический ток на порядок хуже, чем алюминий или медь;
  • прочность при растяжении измеряется кг/мм, низкотемпературные припои не включают в себя данный параметр, т.к. не рассчитаны на нагрузку. Параметр зависит от количества олова, чем его больше, тем выше число. К примеру, припой марки ПОС – 61 имеет прочность 4,3 кг на мм, а ПОС – 90 4,9 кг/мм.
  • температура плавления зависит от назначения, составных частей.

Назначение

В зависимости от содержания того или иного материала сплавы имеют разные области применения.

ПОС-90 используется в ремонте пищевой посуды и медицинских принадлежностей. В нем содержится незначительное количество плюмбума – токсичного для человека материала.

ПОС-40 наиболее часто применяют в работе с электрическими приборами и деталями из оцинкованного железа. Также служит основой ремонта латунных и медных трубопроводов. Данное соединение может заменить припой ПОС 18, используемый в тех же целях.

Сплавы с 30% содержанием станума отлично подходят для кабельной промышленности, лужения и пайки цинка.

Пайку плат радиоаппаратуры чаще всего осуществляют с помощью ПОС-61. Именно этот вариант служит основным в монтаже деталей радиоэлектроники. Паять микросхемы с этим сплавом можно с применением простого паяльника.

1.МАРКИ

1.1 В зависимости от химического состава оловянно-свинцовые припои изготавливаются следующих марок:

бессурьмянистые – ПОС 90, ПОС 63, ПОС 61, ПОС 40, ПОС 30, ПОС 10, ПОС 61М, ПОСК 50-18, ПОСК 2-18;

малосурьмянистые- ПОССу 61-0,5, ПОССу 50-0,5, ПОССу 40-0,5, ПОССу 30-2, ПОССу 25-2, ПОССу 18-2, ПОССу 15-2, ПОССу 10-2, ПОССу 8-3, ПОССу 5-1, ПОССу 4-6, ПОССу 4-4.

Примеры условных обозначений:

Припой в чушках марки ПОС 40:

Припой Ч ПОС 40 ГОСТ 21930-76

То же, марки ПОССу 18-0,5:

Припой Ч ПОССу 18-0,5 ГОСТ 21930-76

Массовая доля, %
Марка припоя Код ОКП Основных компонентов
Олово Сурьма Кадмий Медь Свинец
Бессурьмянистые
ПОС 90 17 2311 1100 04 89-91 — — — Остальное
ПОС 63 17 2312 0100 62,5-63,5 — — —
ПОС 61 17 2312 1100 10 59-61 — — — То же
ПОС 40 17 2314 1100 00 39-41 — — — “
ПОС 30 17 2321 1100 09 29-31 — — — “
ПОС 10 17 2326 1100 06 9-10 — — — “
ПОС 61М 17 2312 1200 07 59-61 — — 1,2-2,0 “
ПОСК 50-18 17 2313 1200 02 49-51 — 17-19 — “
ПОСК 2-18 17 2343 1100 09 1,8-2,3 — 17,5-18,5 — “
Малосурьмянистые
ПОССу 61-0,5 17 2312 1400 01 59-61 0,05-0,5 — — Остальное
ПОССу 50-0,5 17 2313 1100 05 49-51 — — То же
ПОССу 40-0,5 17 2314 1200 08 39-41 — — “
ПОССу 35-0,5 17 2315 1200 03 34-36 — — “
ПОССу 30-0,5 17 2321 1200 06 29-31 — — “
ПОССу 25-0,5 17 2322 1200 01 24-26 — — “
ПОССу 18-0,5 17 2323 1100 10 17-18 — — “
Сурьмянистые
ПОСу 95-5 17 2311 1200 01 Остальное 4,0-5,0 — — —
ПОССу 40-2 17 2314 1300 05 39-41 1,5-2,0 — — Остальное
ПОССу 35-2 17 2315 1300 00 34-36 1,5-2,0 — — То же
ПОССу 30-2 17 2321 1300 03 29-31 1,5-2,0 — — “
ПОССу 25-2 17 2322 1300 09 24-26 1,5-2,0 — — “
ПОССу 18-2 17 2323 1200 07 17-18 1,5-2,0 — — “
ПОССу 15-2 17 2324 1100 05 14-15 1,5-2,0 — — “
ПОССу 10-2 17 2326 1200 03 9-10 1,5-2,0 — — “
ПОССу 8-3 17 2326 1300 00 7-8 2,0-3,0 — — “
ПОССу 5-1 17 2327 1100 0 4-5 0,5-1,0 — — “
ПОССу 4-6 17 2327 1200 09 3-4 5,0-6,0 — — “
ПОССу 4-4 17 2327 1300 06 3-4 3,0-4,0 — — “
Примесей, не более. %
Марка припоя
Сурьма Медь Висмут Мышьяк Железо Никель Сера Цинк Алюминий Свинец
Бессурьмянистые
ПОС 90 0,10 0,05 0,1 0,01 0,02 0,02 0,02 0,002 0,002 —
ПОС 63 0,05 0,05 0,02
ПОС 61 0,10 0,05 0,20 0,02
ПОС 40 0,10 0,05 0,02
ПОС 30 0,10 0,05 0,02
ПОС 10 0,10 0,05 0,02
ПОС 61М 0,20 — 0,01
ПОСК 50-18 0,20 0,08 0,03
ПОСК 2-18 0,05 0,05 0,01
Малосурьмянистые
ПОССу 61-0,5 — 0,05 0,20 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 —
ПОССу 50-0,5 0,05 0,10 0,02
ПОССу 40-0,5 0,05 0,20 0,02
ПОССу 35-0,5 0,05 0,02
ПОССу 30-0,5 0,05 0,02
ПОССу 25-0,5 0,05 0,02
ПОССу 18-0,5 0,05 0,02
Сурьмянистые
ПОСу 95-5 — 0,05 0,1 0,04 0,02 0,02 0,02 0,002 0,002 0,07
ПОССу 40-2 0,08 0,2 0,02 0,08 —
ПОССу 35-2 0,08 0,02
ПОССу 30-2 0,08 0,02
ПОССу 25-2 0,08 0,02
ПОССу 18-2 0,08 0,02
ПОССу 15-2 0,08 0,02
ПОССу 10-2 0,08 0,02
ПОССу 8-3 0,1 0,05
ПОССу 5-1 0,08 0,02
ПОССу 4-6 0,1 0,05
ПОССу 4-4 0,1 0,05

Свойства

Как уже было отмечено ранее существует деление припоев на две категории в зависимости от температуры плавления. Мягкие или легкоплавкие – это сплавы плавящиеся при менее 450 °С. Стоит отметить, что они не обязательно изготавливаются из олова. Тут может использоваться галлий, висмут, кадмий, индий.

Тем не менее зачастую используется не один, а смесь нескольких элементов. Это нужно, чтобы придать сплаву необходимые характеристики и параметры. Наиболее распространёнными являются ПОСы.

Важно знать: отличить одну марку сплава от другого можно и без знания его точного состава, благодаря тому, что от содержания определенных элементов может меняться цвет проволоки, блеск, пластичность, твердость и т.д.

Таким образом, взяв в руки проволоку, попробовав погнуть ее и оценив вес, можно с определённой точность определить содержание в ней станума или плюмбума.

В зависимости от концентрации олова выделяют несколько десятков сплавов, производящихся в соответствии с государственным стандартом – ГОСТом.

Когда речь заходит про свойства, то они в основном определяются содержанием олова. Оно имеет две полиморфные модификации. Белое – с тетрагональной кристаллической решеткой, серое – с кубической. Переход от одной модификации к другой сопровождается выделением тепла, то есть реакция является экзотермической.

Данное превращение приводит также и к увеличению объема, сопровождающегося разрушением с образованием серого порошка. Такой процесс называется «оловянной чумой».

Скорость превращения белой модификации в серую – мала. Данный процесс ограничивает применение чистого станума в пайке. В связи с этим добавляются различные химические элементы, препятствующие указанному переходу.

Известно также об увеличении и таких характеристик олова, как прочность и твердость, с помощью добавления никеля, меди, магния, цинка. А вот наличие висмута и цинка повысит смачиваемость и понизит температуру плавления.

ПОСы не поддаются упрочнению посредством наклепа. В отличии от чистого станума, сплавы со свинцом после деформирования обладают меньшей твердостью и прочностью, чем литые.

В результате, комбинируя различные варианты концентрации примесей, можно добиться желанных параметров сплава, которые наилучшим образом подойдут в каждой конкретной задаче.

Разновидности припоев

Припой не всегда обязательно приобретать. Можно использовать старую радиодеталь и собрать его с дорожек платы при помощи жала паяльника. Такой вариант отлично подойдет тем, кто живет далеко от города, где нет возможности приобрести материал в магазине.

Однако они бывают разные и отличаются своими свойствами и характеристиками. В связи с этим каждый опытный мастер должен разбираться в данном вопросе. Для спаивания деталей необходимо использование специальных сплавов – припоев.

Последние обладают более низкой температурой плавления, чем отдельные части изделий.

Подобные сплавы делятся на две основные категории в зависимости от температуры плавления: мягкие и твердые. Первый тип широко используется в радиоэлектронике, как любителями, так и профессионалами.

К легкоплавким относят припои с температурой плавления менее 450°С. Их изготавливают из: галлия, индия, олова, висмута, свинца и кадмия. Высокотемпературные плавятся при нагреве, превышающем 450°С. В любом случае он представляет собой, как правило, сплав, состоящий из нескольких металлов и примесей.

Самым распространенным вариантом является оловянно-свинцовый сплав, который называется ПОС. Числа, стоящие после аббревиатуры, свидетельствуют о процентном содержании олова.

Отличить один сплав от другого можно и не зная марки. Например, при большем содержании олова появляется характерный металлический блеск, а при большей концентрации свинца цвет становится темно-серым.

Кроме того, температура плавления ПОСов не превышает 265°С. Еще одной отличительной особенностью сплавов с большей долей свинца является их пластичность и возможность легко согнуть руками.

Классификация сплавов осуществляется в соответствии с ГОСТами.

Наиболее распространенными являются:

  • припой ПОС 90;
  • ПОС 61;
  • ПОС 40;
  • ПОС 30.

На самом деле маркировок существенно больше. Их насчитывается несколько десятков. Каждая записывается таким образом, что уже из ее названия становится понятен состав сплава, все изготавливаются по ГОСТу 21930-76 припой оловянно-свинцовый.

Стоит отметить, что сплавы отличаются между собой не только химическим составом. В зависимости от формы выпуска они бывают в чушках, проволоке, трубке с канифолью или в прутке.

Например, припой ПОС 61 может продаваться в прутках или в форме проволоки различного диаметра. Необходимо понимать, что соотношение свинца и олова влияет на температуру плавления. Данный параметр в большей мере определяет выбор необходимого сплава.

Кроме того, сплав может выпускаться с флюсом, например, с ФРК525-2-Т1 – безгалоидным канифольным флюсом низкой активности.

В данном флюсе отсутствуют галогены. Благодаря этому факту он оказывает значительно меньше вреда на здоровье мастеров.

Использование сплавов различных марок определяется сферой их применения. ПОС тридцать и сорок относятся к мягким. Их температура плавления не превышает 300°С. Применяются в соединении оцинкованных изделий, лужения, ремонта электроприборов и т.д.

Рейтинг
( 2 оценки, среднее 5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Для любых предложений по сайту: ooospares@cp9.ru