Припои для пайки

Флюсы и припои в паяльных работах

У этого термина существуют и другие значения, см. Флюс.

Разные паяльные флюсы и моток припоя

Паяльная кислота и жидкая канифоль

Флюсы в различных формах

В зависимости от технологии, флюс может использоваться в виде жидкости, пасты или порошка. Существуют также паяльные пасты, содержащие частицы припоя вместе с флюсом; иногда трубка из припоя содержит внутри флюс-заполнитель. Остатки разных флюсов могут быть как диэлектриками, так и проводить электричество. В случае электросварки флюс обычно наносится на поверхность сварочного электрода в качестве покрытия. Иногда добавляется в зону сварки в виде порошка.

Примеры флюсов

Примерами флюсов могут служить:

• Благодаря высоким эксплуатационным характеристикам и небольшой себестоимости, прокат из оцинковки имеет достаточно широкую сферу применения. Лист оцинкованный используется при строительных работах, в быту, а также при возведении различных конструкций из металла.
• Иногда невозможно обойтись без сваривания или пайки металлопроката, главной задачей которых является образование крепкого стыка в месте соединения. Это довольно сложная задача.

Проблемы при сварке оцинкованного проката

Безусловно, сварочные работы для изделий из углеродистой стали с низким содержанием углерода проходят без проблем и стыкуются основательно. Однако при наличии защитного цинкового покрытия сделать это становится гораздо труднее. Для получения прочного и надежного соединения в месте сварки, покрытие должно быть с хорошими показателями теплостойкости, высоким уровнем электропроводимости, с низкой механической напряженностью и идеальной поверхностью, без каких-либо шероховатостей. Чего не скажешь о цинке – мягкий металл, легко плавящийся и обладающий небольшой прочностью.

Особенности припоя

Припой – это материал, при помощи которого металлические поверхности при пайке соединяются друг с другом. Припои всегда плавятся при более низкой температуре, чем присоединяемые материалы. Как правило, припои – это металлы или сплавы, но бывают и исключения.

Классификация припоев

Мягкие припои

Основные виды припоев – это мягкие и твёрдые. Мягкие припои характеризуются пониженной температурой плавления, она обычно меньше 300 градусов С. Максимальная прочность находится в пределах от 16 до 100 Мпа.

Припои в электронике: основные виды

Как правило, мягкие припои являются сплавами олова и свинца. Пропорции могут сильно отличаться. Сейчас повсеместно применяются сплавы, в котором процентное содержание олова варьируется от 10 до 90 %. В зависимости от этого применяется соответствующая маркировка – от ПОС-10 до ПОС-90.

Мягкие припои

В зависимости от химического соотношения материалов отличается и температура плавления – примерно 220-280 градусов С. Кроме того, существуют модификации с легирующими добавками – сурьмой, кадмием. Они могут придать дополнительную пластичность, снизить температуру плавления. В оловянно-цинковом припое ПОЦ свинец отсутствует.

Твёрдые припои

Твёрдые припои представляют собой сплавы, температура плавления выше 300 градусов С, а у некоторых из них – до 1000 градусов и даже больше. Вследствие этого прочность состава существенно возрастает. Она составляет от 100 до 500 Мпа.

Как правило, основу твёрдых припоев составляют медь и серебро. Разработано несколько сплавов с добавлением легирующих элементов – как правило, цинка. Его наличие позволяет варьировать температуру плавления, прочность, другие характеристики. Чаще всего применяются припои с содержанием меди, небольшого количества серебра и цинка. Они имеют аббревиатуру ПМЦ.

Применение припоев

Помимо этого, припои подразделяются по типу плавления (полностью или частично), методу получения состава, наличию/отсутствию флюса, форме припоя. Вне зависимости от этого они могут применяться как в быту, так и в крупном промышленном масштабе – в микроэлектронике, приборостроении и т.д.

Припои бренда REXANT

Под брендом REXANT выпускаются несколько типов припоев. Рассмотрим их подробнее.

ПОС-61 с канифолью

В этом составе 61 % олова и 39 % – свинца. Припой данного типа используется для механически прочных соединений элементов друг с другом или прочной фиксации на электронной печатной плате. Способы применения – пайка, лужение, смешанное производство. Припой скручивается в спиралевидную катушку. В составе имеется флюс (канифоль) без запаха, его процентное содержание – 2,2 %. Это придаёт соединению повышенную прочность.

ПОМ-3 без свинца

Припой ПОМ-3 состоит из 97 % олова 3 % меди. Применяется в профессиональной сфере – в частности, в механизированной и автоматизированной пайке. С помощью данного припоя соединяют трубы из меди и её сплавов. Такие операции востребованы при сборке и ремонте оборудования для пищевых и химических производств, для соединения узлов и деталей из металлокерамики. Изделие характеризуется повышенной прочностью во время затвердевания.

ПОСу 95-5, без свинца

Этот припой состоит из олова (95 %) и сурьмы (5 %). Используется для пайки латуни, стали, меди. Может быть использован для абразивной пайки. Припой востребован в электроламповой промышленности, электронике, автомобилестроении. С его помощью паяются трубы при высоких температурах, электронные платы. Отсутствие свинца гарантирует безопасность проведения операции.

Пруток ПОС-90

Классический припой, состоящий из олова (90%) и свинца (10%).

Характеристики:

• Диаметр: 8 мм
• Прочное и герметичное соединение
• Идеально подходит для фиксации электронных микросхем на печатной плате.

Применение:

• Соединение деталей
• Фиксация электроники

Преимущества:

• Прочное соединение
• Легко применять

Выбор припоя для пайки

Выбор подходящего припоя является ключевым этапом процесса пайки. Различные материалы обладают уникальными свойствами, которые влияют на качество и долговечность паяного соединения, а следовательно, и на надежность всего процесса сборки.

Припои: разновидности, характеристики и области применения

Пайка предполагает заполнение места соединения двух материалов (металлов) припоем, то есть другим металлом в жидком состоянии. Успех процесса пайки зависит от свойств припоя – температура его плавления должна быть значительно ниже, чем у соединяемых металлов.

Основные параметры припоев

Перед началом процесса пайки необходимо выбрать припой, то есть материал (обычно в виде проволоки или пасты), который будет использоваться для создания паяного соединения.

Выбор припоя зависит от многих факторов, включая материалы, которые необходимо соединить, и условия, в которых будет использоваться паяное соединение. Важными характеристиками припоя являются его температура плавления, прочность, электропроводность, коррозионная стойкость и устойчивость к окислению.

На рынке представлено множество различных видов продукции, но их можно классифицировать по нескольким основным параметрам.

Свинцовые и бессвинцовые сплавы

Припой обычно представляет собой смесь нескольких различных металлов, выбранных на основе их свойств, таких как температура плавления и электропроводность. Свинец, обычно в сочетании с оловом, был основой большинства припоев с момента появления современной электроники.

Популярные виды свинцовых сплавов для припоев

1. Сплав олова и свинца:

   • Характеристики: высокая универсальность
   • Применение: широко используется при пайке свинцом

2. Свинцово-цинковый сплав:

   • Характеристики: более дешевый по сравнению с другими сплавами
   • Применение: подходит для соединения оцинкованных поверхностей

Популярные виды бессвинцовых сплавов для припоев

1. Индиевые сплавы:

   • Характеристики: низкая температура плавления, высокая устойчивость к низким температурам
   • Применение: широко используются в SMT-технологии

2. Сплав олова и сурьмы:

   • Характеристики: высокая прочность, устойчивость к высоким температурам
   • Применение: идеально для систем охлаждения и вентиляции

3. Сплавы олова и серебра:

   • Характеристики: улучшение механической стойкости, теплопроводности и устойчивости к коррозии
   • Применение: пайка волной и оплавлением

4. Сплав кадмий-цинк:

   • Характеристики: высокая прочность, устойчивость к коррозии
   • Применение: подходит для систем, подвергающихся интенсивным ударам

Выбор припоя должен быть обоснованным и тщательно продуманным, учитывая особенности конкретного проекта и целей пайки.

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика

Сварочные полуавтоматы

Более востребован при массовом производстве, при использовании оцинковки с толщиной стали свыше 0,6 миллиметров. Работы ведутся полуавтоматическим сварочным аппаратом, сварной шов формируется при взаимодействии соединения аргона с углекислотой с помощью применения омедненной проволоки (0,8 – 1,6 мм), плотность тока 200 А на квадратный миллиметр.

Подготовительный процесс

Делаются расчеты на соотношение размеров и геометрии шва, если это необходимо проводится рихтовка и правка стали, фаски обычно не снимают, оставляя технологический зазор от полутора до двух миллиметров.

Использование флюса

Покрытие чаще всего оставляют. Флюс наносят на нагретую, обезжиренную поверхность. Присадочный продукт содержит медь (свыше шестидесяти процентов), кремний, а также олово. Из недостатков метода можно выделить невысокую прочность такого сварного соединения.

Обработка шва

Для восстановления защитных свойств околошовной зоны применяются различные краски на основе цинка, в том числе, эпоксидка, неорганическая силикатная, цинковый припой, аэрозоль и прочие средства. Вначале поверхность шва очищается от окалин, остатков шлаковых отложений, затем проводится обезжиривание, после высыхания наносится краска. Технически контактная сварка оцинкованного металла, в какой — то мере, тоже является полуавтоматом, так как проходит на спецмашинах с использованием ручного вмешательства. Она применима в широком производственном цикле, с толщиной металла менее полу миллиметра. Дополнительной обработки от коррозии не предусмотрено, за счет специфики процесса.

Аргонная сварка

Возможно проведение ручного сварочного процесса с использованием защитного газа аргона, который формирует поток, защищающий расплавленный металл от окисления. Применим для оцинкованных листов, толщиной 0,3 -1 миллиметр.

Подготовка осуществляется обычным способом: разделка, очистка, обезжиривание, все, как и в предыдущем методе. Современное оборудование позволяет качественно осуществлять сварочные работы на оцинкованных листах. Благодаря увеличенному обзору можно грамотно просчитать нужную ширину шва и корректно зачистить необходимый участок. Для того, чтобы расплавленный металл не попадал на поверхность и не портил эстетичный вид изделия, лучше применить асбестовое полотно или различные защитные составы.

Обработка кромки и неплавящегося электрода делается при помощи раствора с хлористым цинком, либо ортофосфорной кислотой. В зависимости от толщины покрытия формируется темп работы сварщика (чем он толще, тем медленнее идет процесс). Рабочий угол должен составлять четко семьдесят градусов, небольшая амплитуда горелки поможет удалить остатки цинка, обеспечит правильность шва и надежность соединения. Заточка применяемого электрода отвечает за глубину и ширину стыка. Для тонкой оцинковки чаще всего используются электроды с диаметром 1,6 миллиметров, под углом в тридцать градусов. Шов делают в виде чешуек, с постоянным интервалом, для исключения непроваренных зон интенсивность тока составляет 10 — 30А.

Убираются части шлака и прочих отложений. Для обеспечения антикоррозийных свойств и придания эстетического вида, зачищенные зоны покрываются цинковой грунтовкой или другими спецкрасками. Некоторые небольшие участки чаще всего повторно цинкуют.

Припои, флюсы и дополнительные аксессуары для работы

Пайка это соединение проводов и металлических предметов с помощью текучего легкоплавкого металла, который прилипает к обеим соединяемым деталям, обеспечивая их соединение. Как выполнять пайку, какие бывают припои и зачем нужны флюсы – читайте в статье ниже!

Инструменты для пайки – чем паять?

Самый распространённый инструмент для пайки – паяльник. Он может быть электрическим (чаще всего), либо газовым. Электрические паяльники бывают разной мощности: для пайки мелких деталей и тонких проводов подойдёт паяльник мощностью 10-25 Вт, для чего-то более массивного – мощностью 40 Вт и выше. Современные паяльники имеют керамические сменные жала, классические «советские» — медные. Керамические жала не требуют обслуживания, а медные нужно периодически зачищать и облуживать.

Для пайки массивных деталей или, например, медных труб, понадобится газовая горелка – она способна разогреть даже массивную деталь до температуры, нужной, чтобы припой растёкся и «прилип» к поверхности детали. Нужно помнить, что для пайки труб, которые используются для водопровода, можно использовать только бессвинцовые припои. Кстати, о припоях – давайте рассмотрим, какие существуют сплавы для пайки и чем они отличаются.

Припои – одна цель, но разные качества

Самый распространённый припой для пайки проводов и других целей – марки ПОС-61. Он содержит 61% олова (отсюда название) и 39 процентов свинца, его температура плавления равна 183 градуса, но пайку рекомендуют проводить при 240 градусах, для оптимальных условий смачивания и образования паяного шва. Более редкие виды припоев:

Для бытовых целей будет достаточно иметь припой ПОС-61 (ПОС-60) – его будет достаточно для 99% случаев.

Флюсы – зачем нужны и разновидности

Флюс это специальный материал, который смачивает поверхность пайки и удаляет с неё окислы. Без флюса пайка будет затруднительной, так что примите как данность – флюс нужно применять всегда. Самый частый флюс для пайки меди и медных сплавов — сосновая канифоль, как в твёрдом виде, так и в виде спиртового раствора, либо пасты (паяльный жир). Для пайки стальных оцинкованных деталей понадобится паяльная кислота – но применять её для электроники нельзя – кислота будет разъедать место пайки и портить электронные компоненты. Кроме канифоли и кислоты встречаются более специфические флюсы – например флюс Ф-61А для алюминия и другие, но они применяются редко.

Спасибо, что дочитали – в следующих статьях мы рассмотрим, как правильно производить пайку, так что оставайтесь с нами!

Возврат к списку

Совмещение с черными металлами

Работа по свариванию оцинкованного и углеродистого проката требует осторожности и скрупулезности. Различия в температурном режиме нагревания металлов на рабочих участках могут привести к появлению коробления и остаточного напряжения, попаданию Zn в область шва, что в дальнейшем повлечет за собой диффузию и, как следствие, растрескивание поверхности.

Перед началом сварки необходимо вымерять параметры шва, очистить участок от оцинковки (механическим способом и ортофосфорной кислотой). Стык зоны тоже зачищается и обезжиривается.

Сварка применяется электродуговая, а также с помощью газа. Возможно использование ручного и механического способа, шов получают наплывом с отрывом электрода, после проковывают.

Преобразователи напряжения

Горение дуги напрямую связано с источником питания. Современные агрегаты, такие как инвертор, позволяют расширить функциональность данного оборудования. Они используются при сварке различного вида материалов (черные, цветные, их сплавы, оцинковка). С помощью цифровых технологий управления появилась уникальная возможность автоматически управлять процессом, задавая параметры сварочной дуги, исходя из характеристик металлов, предназначенных для сварки, сечение присадочного материала и прочих данных. В результате сварной шов получается довольно прочным, полностью проваренным, без наплывов и других дефектов.

Для работы с подобным аппаратом специалист должен иметь достаточный опыт. Предварительно все элементы, подлежащие сварке, зачищают и обезжиривают. Сварка инвертором проходит с показателем тока на 5-10А ниже стандартных значений, в импульсном режиме. Шов образуется плавными движениями, с углом наклона горелки или электрода под сорок пять градусов. Точность аппаратной настройки позволяет применять присадочный продукт небольшого диаметра. После окончания сварки, поверхность очищается от шлака, шов проверяется на наличие дефектов, в заключении проводится проковка металла.

Температурный режим при сваривании

Электросварочная дуга представляет собой мощнейший электроразряд в условиях газа и пара, заряженных ионами, между специальными электродами, расположенными под напряжением. Температура плавления цинка составляет 420С, а его испарение начинается с 907С. При сварочных работах с использованием покрытых и вольфрамовых электродов, Zn обычно выгорает с появлением окислов белого цвета. Исходя из этого, режим сварки выбирают с учетом толщины, которую имеет металлопрокат, а также размера слоя оцинковки (нагрузка тока чаще всего ниже, чем у листовой стали, не имеющей покрытия). Если используется бронза, у которой температура плавления гораздо ниже, чем у стали, сварка цинковых изделий упрощается. Однако имеются и минусы у такого способа: высокая себестоимость такой процедуры и снижение прочностных характеристик соединения.

Особенности пайки

Процесс получения прочного соединения с помощью применения припоя. Во время повышения температуры его основа наполняет стык между деталями, в оцинкованном металлопрокате термовоздействие распространяется и на само покрытие из цинка. Температурный диапазон зависит от химсостава припоя. Он бывает двух видов:

Применение столь высоких температурных режимов приводят к выделению доли токсичных веществ в окружающую среду. Поэтому сварочные работы, а также пайку оцинкованных листов следует проводить в хорошо проветриваемом пространстве, либо обустроить рабочее место на улице с максимально доступным потоком воздуха к сварщику. Еще не стоит забывать о технике безопасности, а также о применении средств индивидуальной защиты и специализированной экипировке во избежание причинения вреда работнику.

Флюсы для высокотемпературной пайки

Так как в основе листа из оцинковки лежит сталь, то методы сварки идентичные, как и у другого углеродистого сырья. Существуют такие способы сварочных работ:

Пайку делают с помощью газовой горелки и ацетилена, обычно сначала наносят сделанный в равных пропорциях раствор нашатыря с хлорным литием, после паяют.

Рассмотрим самые востребованные способы сварки более детально.

Цинковое покрытие

Так как цинк (Zn) выступает в качестве активного металла с отрицательным зарядом, в соединении с железом (Fe), то он образует гальваническую пару, которая надежно защищает сталь от вредных внешних воздействий. Повреждение, либо намеренное удаление покрытия влечет за собой снижение антикоррозийных свойств. Однако для упрощения и повышения качества сварочных работ лучше все-таки снять цинковый слой с помощью шлифовальной машинки или абразива с зоны будущей сварки. Однако следует убедиться, что снятый слой будет минимальным. Профессионалы, имеющие достаточно большой практический опыт работы с оцинковкой, чаще всего выжигают покрытие газовой горелкой или сварочной дугой, что делает метод более щадящим, нежели механический способ удаления абразивом.

Флюсы для пайки припоями типа ПОС

Основные требования к таким флюсам — низкий ток утечки и низкая коррозионная активность.

Простейшие флюсы такого типа создают на основе канифоли — например, растворы канифоли в спирте — этаноле либо других спиртах или спирто-бензиновой смеси, они подходят только для меди. Также часто применяются кислотные флюсы — разнообразные кислоты и их соли, но в связи с большой кислотностью, необходимо промывать место пайки. Даже такой флюс, как глицерин, после пайки необходимо смыть с печатной платы, так как он достаточно гигроскопичный (влагоемкий), чтобы под действием собранной им влаги место пайки быстро окислилось. Исключением является канифоль и её спиртовые растворы из-за того, что она покрывая поверхность также срабатывает как своеобразное нейтральное защитное покрытие.

Флюсы для алюминиевых сплавов

Хотя алюминиевые сплавы можно паять свинцово-оловянными припоями, лучшие результаты достигаются с многокомпонентными припоями, содержащими цинк, кадмий, висмут и другие металлы.

Применяется «бинарный» флюс: концентрированная ортофосфорная кислота (часто называемая просто фосфорной) — до побеления, затем 20%-я эвтектика (50 мол.%, а.и. 8:11,5) NaOH—KOH в глицерине.

Флюсы для пайки нержавеющих сталей

Чаще метод применим для листовой стали, более полутора миллиметра толщиной. Используется для больших объемов производства, а также для бытового применения. Для работы в различных климатических зонах служат электроды, имеющие стандартное или рутиловое покрытие, изредка с целлюлозным нанесением.

Все участки, подлежащие свариванию, должны быть подготовлены тщательным образом: обрезаны и сделаны пометки по размерам, неровные отрезки и кромки правятся. После удаления покрытия: механическим или термическим способом, занимаются разделом кромок. Помимо этого, кислотой или обезжиривающими растворами, обрабатывается место, где будет находиться сварной шов.

Подбор электродов

При выборе такого рода материалов учитывают следующие характеристики: толщина цинкового слоя, марка стали, режим сварочных работы. Все эти показатели влияют на стабильность и интенсивность горения дуги, от чего впоследствии напрямую зависит качество швов. Ток для сварки подбирается, исходя из размера диаметра нужного электрода (обычно порядка 1,6 мм), работы ведутся с низкой скоростью (ниже обычной на четверть). Необходимая ширина зазора на стыке должна быть в пределах полутора – двух с половиной миллиметров. Сварной валик получается наплывом или возвратно – поступательным образом, без применения длинных швов, поэтому лучше делать прерывания. При не соблюдении этих правил, его внешний вид может испортить все изделие, а образованные поры могут повлиять на свойства соединения: прочность, надежность и срок службы.

Ручной способ сварки электродугой применяется для двухмиллиметровой оцинковки с помощью электродов (диаметром 1,6 мм) с рутиловым нанесением, ампераж в 40А.

Для дополнительной защиты от коррозии участок возле сварного шва обрабатывают специальными средствами: спреями с цинком, антикоррозийными ингибиторами и прочим. В бытовых условиях можно пролудить оловом. В целях улучшения механических свойств, зону шва проковывают при строгом соблюдении температурного режима (от +100С до +150С). Отклонение показателей от данных чреваты образованием трещин в месте обработки.