2. Свойства припоев
Твердая пайка осуществляется электроконтактным способом, графитовыми или медными электродами либо с помощью дуговой сварки. Мелкие детали паяют с помощью автогена. При электроконтактном способе припой укладывается заранее между соединяемыми деталями или вносится в соединение в процессе пайки, сварка осуществляется без присадки металла путем сплавления концов соединяемых деталей.
Для электроконтактной пайки серебряными припоями в качестве флюса обычно служит бура. Пайка самофлюсующимися припоями, в состав которых входит фосфор, и сварка в защитной атмосфере осуществляются без применения флюса.
Припои с содержанием фосфора для пайки сталей и чугуна и соединений, подвергающихся ударам и вибрациям, из-за хрупкости паяного шва применять нельзя. Классификация и химический состав мягких и полутвердых припоев приведены в табл. 3.1.
Таблица 3.1Классификация и химический состав мягких и полутвердых припоев
Припой | Химический состав, % | |||||||
Вид | Марка | Олово | Сурьма | Кадмий | Медь | Свинец | Серебро | Индий |
Олово | О2 | 99,9 | – | – | – | – | – | – |
Бессурьмянистые | ПОС61 | 60–62 | – | – | – | Остальное | – | – |
ПОС40 | 39–41 | – | – | – | – | – | ||
ПОС10 | 9–10 | – | – | – | – | – | ||
ПОС61М | 60–62 | – | – | 1,5–2,0 | – | – | ||
ПОСК50-18 | 49–51 | – | 17–19 | – | – | – | ||
Малосурьмянистые | ПОССу61-0,5 | 60–62 | 0,2–0,5 | – | – | Остальное | – | – |
ПОССу40-0,5 | 39–41 | – | – | – | – | |||
ПОССу30-0,5 | 29–31 | – | – | – | – | |||
ПОССу18-0,5 | 17–18 | – | – | – | – | |||
Сурьмянистые | ПОССу95-5 | 94–96 | 4–5 | – | – | Остальное | – | – |
Серебряные | ПСрО10-90 | Остальное | – | – | – | – | 10±0,5 | – |
ПСрОСу8 (ВПр-6) | – | – | – | – | – | 8±0,5 | – | |
ПСрМО5 (ВПр-9) | – | – | – | 2±0,5 | – | 5±0,5 | – | |
ПСрОС3,5-95 | – | – | – | – | 3,5±0,4 | – | ||
ПСрОС3-58 | 57,8±1,0 | – | – | – | – | 3±0,4 | – | |
ПСр3 | – | 3±0,3 | – | |||||
ПСр3Кд | – | – | 95–97 | – | – | 3,0–4,0 | – | |
ПСрО3-97 | Остальное | – | – | – | – | 3±0,3 | – | |
ПСр2,5 | 5,0–6,0 | – | – | – | 91–93 | 2,2–2,7 | – | |
ПСр2,5С | – | – | – | – | – | 2,5±0,2 | – | |
ПСр2 | 30±1 | 2±0,2 | – | |||||
ПСрОС2-58 | 58,8±1,0 | – | – | – | – | 2±0,3 | – | |
ПСр1,5 | 15±1 | – | – | – | – | 1,5±0,3 | – | |
ПСр1 | 35±1 | – | – | – | – | 1±0,2 | – | |
Индиевые | ПОСИ30 | 42 | – | – | – | 28 | – | 3 |
ПСр3И | – | – | – | – | – | 3 | 97 | |
Физико-механические свойства мягких и полутвердых припоев приведены в табл. 3.2.
Таблица 3.2Физико-механические свойства мягких и полутвердых припоев
Марка припоя | температура плавления, °с | ориентировочная температура пайки, °с | плотность, кг/м³ | удельное электрическое сопротивление, мком·м | предел механической прочности при растяжении, Мпа | |
солидус | ликвидус | |||||
О2 | 232 | 232 | 280 | 7310 | – | 25 |
ПОС61 | 183 | 190 | 240 | 8500 | 0,139 | 43 |
ПОС40 | 183 | 238 | 290 | 9300 | 0,159 | 38 |
ПОС10 | 268 | 299 | 350 | 10800 | 0,200 | 32 |
ПОС61М | 268 | 192 | 240 | 8500 | 0,143 | 45 |
ПОСК50-18 | 142 | 145 | 185 | 8800 | 0,133 | 40 |
ПОССу61-0,5 | 183 | 189 | 240 | 8500 | 0,140 | 45 |
ПОССу50-0,5 | 183 | 216 | – | 8900 | 0,149 | – |
ПОССу40-0,5 | 183 | 235 | 285 | 9300 | 0,169 | 40 |
ПОССу35-0,5 | 183 | 245 | – | 9500 | 0,172 | – |
ПОССу30-0,5 | 183 | 265 | 306 | 9700 | 0,179 | 36 |
ПОССу25-0,5 | 183 | 266 | – | 10000 | 0,182 | – |
ПОССу18-0,5 | 183 | 277 | 325 | 10200 | 0,198 | 36 |
ПОССу95-5 | 234 | 240 | 290 | 7300 | 0,145 | 40 |
ПОССу40-2 | 185 | 229 | – | 9200 | 0,172 | – |
ПОССу33-2 | 185 | 243 | – | 9400 | 0,179 | – |
ПОССу30-2 | 185 | 250 | – | 9600 | 0,182 | – |
ПОССу25-2 | 185 | 260 | – | 9800 | 0,183 | – |
ПОССу18-2 | 188 | 270 | – | 10100 | 0,206 | – |
ПОССу15-2 | 184 | 275 | – | 10300 | 0,208 | – |
ПОССу10-2 | 268 | 285 | – | 10700 | 0,208 | – |
ПОССу8-3 | 240 | 290 | – | 10500 | 0,207 | – |
ПОССу5-1 | 275 | 308 | – | 11200 | 0,200 | – |
ПОССу4-6 | 244 | 270 | – | 10700 | 0,208 | – |
ПСрО10-90 | – | 280 | – | 7600 | 12,9 | – |
ПСрОСу8 (ВПр-6) | – | 250 | – | 7400 | 19,7 | – |
ПСрМО5 (ВПр-9) | – | 240 | – | 7400 | 16,3 | – |
ПСрОС3,5-95 | – | 224 | – | 7400 | 12,3 | – |
ПСрОС3-58 | – | 190 | – | 8600 | 14,5 | – |
ПСр3 | – | 315 | – | 11400 | 20,4 | – |
ПСр3Кд | 300 | 325 | 360 | 8700 | 8,0 | 54 |
ПСр2,5 | 295 | 305 | 355 | 11000 | 21,4 | – |
ПСр2,5С | – | 306 | – | 11300 | 20,7 | – |
ПСр2 | – | 238 | – | 9500 | 16,7 | – |
ПСрОС2-58 | – | 183 | – | 8500 | 14,1 | – |
ПСр1,5 | – | 280 | – | 10400 | 19,1 | – |
ПСр1 | – | 235 | – | 9400 | 26,0 | – |
ПОСИ30 | 117 | 200 | 250 | 8420 | – | – |
ПСр3И | 141 | 141 | 190 | 7360 | – | – |
4. Свойства флюсов
Параметры флюсов для пайки мягкими и полутвердыми припоями приведены в табл. 3.12.
Таблица 3.12Флюсы для пайки мягкими и полутвердыми припоями (нормали электротехники ОАА.614.017-67 и ОАА.614.028-68 )
Марка | назначение | основные данные флюсов | отмывка после пайки | |
компонент | состав, % | |||
К | Лужение и пайка токоведущих частей из меди и ее сплавов | Канифоль сосновая | 100 | Не требуется |
КСП | Лужение и пайка токоведущих частей из меди и ее сплавов | Канифоль сосновая | 25 | |
Спирт этиловый технический марки Б | 75 | |||
ФПП | Лужение и пайка токоведущих частей из меди и ее сплавов | Смола полиэфирная марки ПА9 | 20–30 | |
Метилэтилкетон или этилацетат | 80–70 | |||
СТУЗО-12224-61 | Лужение и пайка деталей из меди, никеля и их сплавов и деталей с покрытиями медью, оловом, кадмием, серебром и цинком | Канифоль сосновая | 20–35 | Тампоном или кистью, смоченными в растворителе, например, спирте |
Диэтиламин солянокислый | 3–5 | |||
Триэтаноламин | 1–2 | |||
Спирт этиловый технический марки Б | Остальное | |||
Ф59АОАА. 614.017-67 | Лужение и пайка алюминия и сплава АМц между собой и с медью и ее сплавами | Кадмий борфторид | 10 | Проточной горячей водой или спиртом |
Цинк борфторид | 3 | |||
Аммоний борфторид | 5 | |||
Триэтаноламин | 82 | |||
34А ОАА. 614.017-67 | Пайка алюминия и его сплавов (температура плавления 420 °С) | Кадмий фтористый | 50±6 | Горячей, затем холодной проточной водой |
Литий хлористый | 32±6 | |||
Цинк хлористый | 8±2 | |||
Натрий фтористый | 10±1 | |||
ЛМ1 | Лужение и пайка железоникелевых сплавов и нержавеющих сталей | Канифоль сосновая | 20–35 | Тампоном или кистью, смоченными в растворителе, например, спирте |
Диэтиламин солянокислый | 3–5 | |||
Триэтаноламин | 1–2 | |||
Спирт технический марки Б | Остальное | |||
Ф38Н | Лужение и пайка нихрома между собой и с медью | Диэтиламин солянокислый | 25–30 | Горячей водой или кистью, смоченной в спирте |
Этиленгликоль | Остальное | |||
Кислота ортофосфорная | 29–25 | |||
Параметры флюсов для пайки меди и ее сплавов приведены в табл. 3.13.
Таблица 3.13Флюсы для пайки — состав и способы удаления остатков флюса
Марка | состав | удаление остатков флюса после пайки | |
компонент | % | ||
ФКСп (ФКЭт) | Канифоль сосновая | 10–60 | Этиловый спирт или спиртобензиновая смесь 1:1 |
Спирт этиловый или этилацетат | 90–40 | ||
ФКДТ | Канифоль сосновая | 10–20 | |
Диметилалкилбензиламмонийхлорид (китамин АБ) | 0,1–3,0 | ||
Трибутилфосфат | 0,01–0,10 | ||
Спирт этиловый или этилацетат | 89,89–76,90 | ||
ЛТИ-120 | Канифоль сосновая | 20–25 | |
Диэтиламин солянокислый | 3–5 | ||
Триэтаноламин | 1–2 | ||
Спирт этиловый | 76–68 | ||
ФГСп | Гидразин солянокислый | 2–4 | Горячая проточная вода (70±10 °С) или спирто-бензиновая смесь 1:1 |
Этиленгликоль или глицерин | 25–50 | ||
Спирт этиловый | 73–46 | ||
ФСкСп | Семикарбазид гидрохлорид | 2–4 | |
Этиленгликоль или глицерин | 25–50 | ||
Спирт этиловый | 73–46 | ||
ФСкПс | Семикарбазид гидрохлорид | 3–5 | |
Глицерин | 70–58 | ||
Полиокс-100 или полиокс-115 | 27–37 | ||
ФТС | Кислота салициловая | 4,0–4,5 | Спирто-бензиновая смесь 1:1 |
Триэтаноламин | 1,0–1,5 | ||
Спирт этиловый | 95–94 | ||
ФДГл | Диэтиламин солянокислый | 4–6 | Горячая проточная вода (70±10 °С) |
Глицерин | 96–94 | ||
ФЦА | Цинк хлористый | 45,5 | Горячая проточная вода (70±10 °С) и нейтрализующие реактивы |
Аммоний хлористый | 9 | ||
Вода | 45,5 | ||
Гидрат окиси цинка | До выпадения осадка | ||
ФДФс | Диэтиламин солянокислый | 20–25 | Горячая проточная вода (70±10 °С) или спирто-бензиновая смесь 1:1 |
Этиленгликоль | 60–50 | ||
Кислота ортофосфорная (уд. вес 1,7) | 20–25 | ||
ЖЗ-1-АП | Масло цилиндровое «52» или «КС-19» | 79–81 | Спирто-бензиновая смесь 1:1, трихлорэтилен, ацетон |
Кремнийорганическая жидкость ПФМС-6 | 16–17 | ||
Олеиновая кислота | 4,9–1,8 | ||
Антиоксидант НГ-2246 | 0,1–0,2 | ||
ЖЗ-2-АП | Масло цилиндровое «52» или «КС-19» | 58,52–69,75 | |
Кремнийорганическая жидкость ПФМС-6 | 21,65–10,66 | ||
Хлопковое масло | 11,0–10,64 | ||
Олеиновая кислота | 8,79–9,02 | ||
Антиоксидант НГ-2246 | 0,04–0,03 | ||
284 | Борный ангидрид | 23–27 | Горячая проточная вода (70±10 °С) и холодная проточная вода |
Калий фтористый | 33–37 | ||
Калий борфтористо-водородный | 44–36 | ||
209 | Борный ангидрид | 33–37 | |
Калий фтористый | 40–44 | ||
Калий борфтористо-водородный | 27–19 | ||
200 | Борный ангидрид | 70–62 | Горячая проточная и нейтрализующие реактивы |
Натрий тетраборнокислый (бура) | 17–21 | ||
Кальций фтористый | 13–17 | ||
34А | Калий хлористый | 56–44 | Горячая проточная и нейтрализующие реактивы |
Литий хлористый | 29–35 | ||
Цинк хлористый | 6–10 | ||
Натрий фтористый | 9–11 | ||
Ф370А | Калий хлористый | 51–46 | |
Литий хлористый | 36–39 | ||
Натрий фтористый | 4–5 | ||
Кадмий хлористый | 9–10 | ||
16ВК | Натрий хлористый | 12 | |
Калий хлористый | 44 | ||
Литий хлористый | 34 | ||
Эвтектика (алюминий фтористый — 54 %, калий фтористый — 46 %) | 10 | ||
Таблица 3.14Флюсы для пайки — влияние остатков флюса на изоляцию и их коррозионное действие
Марка | влияние остатков флюса на сопротивление изоляции | коррозионное действие остатков флюса | |||
на медь | на серебряное покрытие | на оловянносвинцовое покрытие | на никелевое покрытие | ||
ФКСп (ФКЭт), ФКДТ | не влияют | не оказывают | |||
ЛТИ-120, ФГСп, ФСкСп | снижают | оказывают | не оказывают | ||
ФСкПс | снижают | оказывают | не оказывают | оказывают | не оказывают |
ФТС | снижают | оказывают слабое | не оказывают | ||
ФДГл | снижают | оказывают | оказывают слабое | не оказывают | н/д |
ФДФс | снижают | оказывают | не оказывают | не оказывают | оказывают |
ФЦА | снижают | оказывают | |||
ЖЗ-1-АП, ЖЗ-2-АП | не влияют | не оказывают | – | ||
При пайке медных жил, а также проводников заземления к броне и свинцовой оболочке кабелей используют паяльную пасту (мас. част.): канифоль — 10, жир животный — 3, аммоний хлористый — 2, цинк хлористый — 1, вода или этиловый спирт (ректификат) — 1.
Параметры флюсов для пайки и сварки алюминия приведены в табл. 3.15.
Таблица 3.15Флюсы для пайки и сварки алюминия
Марка | состав, % | температура плавления, °с | применение | |||||
калий хлористый | натрий хлористый | литий хлористый | натрий фтористый | криолит марки к-1 | Магний хлористый | |||
ВАМИ | 50–55 | 30–35 | – | – | 10–20 | – | 630 | Для оконцевания жил проводов и кабелей |
АФ-4А | 50 | 28 | 14 | 8 | – | – | >> 600 | Только для соединения жил кабелей в муфтах |
ХП | 50 | – | 30 | – | – | 20 | – | – |
Пос и поссу: технические характеристики
Есть одна популярная разновидность ПОС — ПОССу. А обозначает оно «припой оловянно-свинцовый с добавкой сурьмы» (две последние буквы «Су» и обозначают наличие этой добавки в составе). Сурьма повышает прочность пайки, так что такие составы применяют там, где требуется повышенная прочность соединений.
| Марка припоя | Олово Sn в % | Сурьма Sb в % | Медь Cu в % | Серебро Ag в % | Температура плавления солидус/ликвидус | Временное сопротивление разрыву, кгс/мм2 | Применение |
| ПОС-90 | 89-91 | 0,05 | 0,05 | 0,02 | 183/220 | 4,9 | Пищевая посуда и медицинская аппаратура |
| ПОС-61 | 59-61 | 0,05 | 0,05 | 0,03 | 183/190 | 4,3 | Электро-радио приборы |
| ПОС-40 | 39-41 | 0,05 | 0,05 | 0,03 | 183/238 | 3,8 | Электро-радио приборы, оцинкованная сталь |
| ПОС-10 | 9-10 | 0,05 | 0,05 | 0,03 | 268/299 | 3,2 | Лужение контактных дорожек, пайка приборов, реле |
| ПОССу-61-0,5 | 59-61 | 0,05-0,5 | 0,08 | 0,03 | 183/189 | 4,5 | Аппаратура и детали с жесткими требованиями по температуре |
| ПОССу-40-0,5 | 39-41 | 0,05-0,5 | 0,08 | 0,03 | 183/235 | 4,0 | Жесть, обмотки, кабели, монтаж электроэлементов, радиодеталей, медных трубок |
Пару слов насчет характеристик, отраженных в таблице. Температура плавления дана двумя цифрами — солидус и ликвидус. Первая — это начало плавления. При нагреве до этой степени переходят в жидкое состояние самые легкоплавкие компоненты состава. Ликвидус — это температура полного плавления.
Именно она нужна при пайке — жало должно быть чуть «горячее». Например, чтобы паять ПОС 61, паяльник надо разогреть до 190°C или около того. Точный нагрев паяльника подбирается экспериментальным путем, так как флюсы, детали, потери тепла отличаются.
Как отличить, каким припоем выполнена пайка? По степени блеска контактной площадки. Чем больше олова в составе, тем более блестящей получается поверхность. Свинец придает тусклый серый цвет. И это видно невооруженным глазом.
| Марка припоя | Температура плавления солидус/ликвидус | Плотность, г/см3 | Удельное электросопротивление Ом*мм2/м | Временное сопротивление разрыву кгс/мм2 | Относительное удлинение % | Ударная вязкость кгс/см2 | Твердость по Бринеллю, НВ |
| ПОС 90 | 183/220 | 7,6 | 0,120 | 4,9 | 40 | 4,2 | 15,4 |
| ПОС 61 | 183/190 | 8,5 | 0,139 | 4,3 | 46 | 3,9 | 14,0 |
| ПОС 40 | 183/238 | 9,3 | 0,159 | 3,8 | 52 | 4,0 | 12,5 |
| ПОС 10 | 268/299 | 10,8 | 0,200 | 3,2 | 44 | 3,2 | 12,5 |
| ПОС 61М | 183/192 | 8,5 | 0,143 | 4,5 | 40 | 1,1 | 14,9 |
| ПОСК 50-18 | 142/145 | 8,8 | 0,133 | 4,0 | 40 | 4,9 | 14,0 |
| ПОССу 61-0,5 | 183/189 | 8,5 | 0,140 | 4,5 | 35 | 3,7 | 13,5 |
| ПОССу 50-0,5 | 183/216 | 8,9 | 0,149 | 3,8 | 62 | 4,4 | 13,2 |
| ПОССу 40-0,5 | 183/235 | 9,3 | 0,169 | 4,0 | 50 | 4,0 | 13,0 |
| ПОССу 35-0,5 | 183/245 | 9,5 | 0,172 | 3,8 | 47 | 3,9 | 13,3 |
| ПОССу 30-0,5 | 183/255 | 8,7 | 0,179 | 3,6 | 45 | 3,9 | 13,2 |
| ПОССу 25-0,5 | 183/266 | 10,0 | 0,182 | 3,6 | 45 | 3,9 | 13,6 |
| ПОССу 18-0,5 | 183/277 | 10,2 | 0,198 | 3,6 | 50 | 3,6 | — |
| ПОСу 95-5 | 234/240 | 7,3 | 0,145 | 4,0 | 46 | 5,5 | 18,0 |
| ПОССу 40-2 | 185/229 | 9,2 | 0,172 | 4,3 | 48 | 2,8 | 14,2 |
| ПОССу 35-2 | 185/243 | 9,4 | 0,179 | 4,0 | 40 | 2,6 | — |
| ПОССу 30-2 | 185/250 | 9,6 | 0,182 | 4,0 | 40 | 2,5 | — |
| ПОССу 25-2 | 185/260 | 9,8 | 0,185 | 3,8 | 35 | 2,4 | — |
| ПОССу 18-2 | 186/270 | 10,1 | 0,206 | 3,6 | 35 | 1,9 | 11,7 |
| ПОССу 15-2 | 184/275 | 10,3 | 0,208 | 3,6 | 35 | 1,9 | 12,0 |
| ПОССу 10-2 | 268/285 | 10,7 | 0,208 | 3,5 | 30 | 1,9 | 10,8 |
| ПОССу 8-3 | 240/290 | 10,5 | 0,207 | 4,0 | 43 | 1,,7 | 12,8 |
| ПОССу 5-1 | 275/308 | 10,2 | 0,200 | 3,3 | 40 | 2,8 | 10,7 |
| ПОССу 4-6 | 244/270 | 10,7 | 0,208 | 6,5 | 15 | 0,8 | 17,3 |
В этой таблице собраны припои на основе олова, которые можно встретить в магазинах. Как видим, самый легкоплавкий — ПОСК 50-18 — плавится при 145°C. Самый прочный и жесткий — ПОССу 4-6, самый «тягучий» — ПОССу 50-0,5, чуть менее растяжимый ПОС 40.
Преимущественные области применения мягких и полутвердых припоев:
О2 — лужение и пайка коллекторов, якорных секций и обмоток электрических машин с изоляцией класса H, лужение ответственных неподвижных контактов, в том числе содержащих цинк;
ПОС90 — лужение и пайка внутренних швов пищевой посуды и медицинской аппаратуры;
ПОС61 — лужение и пайка электрои радиоаппаратуры, печатных плат, точных приборов с высокогерметичными швами, где недопустим перегрев;
ПОС40 — лужение и пайка электроаппаратуры, деталей из оцинкованного железа с герметичными швами;
ПОС10 — лужение и пайка контактных поверхностей электрических аппаратов, приборов, реле;
ПОСК50-18 — пайка деталей из меди и ее сплавов, чувствительных к перегреву, в том числе пайка алюминия, плакированного медью. Пайка керамики, стекла и пластиков, металлизированных оловом, серебром, никелем;
ПОС61М — пайка пищевой посуды, медицинской аппаратуры, электрои радиоаппаратуры, печатных плат, деталей, чувствительных к перегреву;
ПОССу61-0,5 — лужение и пайка электроаппаратуры, пайка печатных плат, обмоток электрических машин, оцинкованных радиодеталей при жестких требованиях к температуре;
ПОССу50-0,5 — лужение и пайка авиационных радиаторов;
ПОССу40-0,5 — лужение и пайка жести, обмоток электрических машин, для пайки монтажных элементов моточных и кабельных изделий;
ПОССу35-0,5 — лужение и пайка свинцовых кабельных оболочек;
ПОССу30-0,5 –лужение и пайка листового цинка, углеродистых и нержавеющих сталей. Лужение и пайка проводов, кабелей, бандажей, радиаторов, различных деталей аппаратуры и приборов, работающих при температуре до 160 °С;
ПОССу25-0,5 — лужение и пайка радиаторов;
ПОССу18-0,5 — лужение и пайка трубок теплообменников, электроламп;
ПОССу95-5; ПСр3Кд — горячее лужение и пайка коллекторов, якорных секций, бандажей и токоведущих соединений электрических машин нагревостойкого исполнения и с повышенными частотами вращения. Пайка трубопроводов и различных деталей электрооборудования.
ПОССу40-2 — припой широкого назначения;
ПОССу30-2 — лужение и пайка в холодильном аппаратостроении, электроламповом производстве;
ПОССу18-2, ПОССу15-2, ПОССу10-2 — пайка в автомобилестроении;
ПОССу8-3 — лужение и пайка в электроламповом производстве;
ПОССу5-1 — лужение и пайка деталей, работающих при повышенных температурах;
ПОССу4-6 — пайка белой жести, лужение и пайка деталей с закатанными и клепанными швами из латуни и меди;
ПОССу4-4 — лужение и пайка в автомобилестроении;
ПОСК2-18 — лужение и пайка металлизированных керамических деталей;
ПОСИ30; ПСр3И — пайка меди и ее сплавов и других металлов, неметаллических материалов и стекла с металлическими покрытиями. Пайка деталей радиоэлектронной аппаратуры. Обладает высокой жидкотекучестью и обеспечивает хорошее сцепление спаиваемых поверхностей.
Параметры мягких припоев с низкой температурой плавления приведены в табл. 3.3.
Таблица 3.3Мягкие припои (сплавы) с низкой температурой плавления
сплав | химический состав, % | температура плавления, °с | ||||||
олово | свинец | кадмий | висмут | серебро | индий | солидус | ликвидус | |
Вуда | 12–13 | 24,5–25,6 | 12–13 | 49–51 | – | – | 66 | 70 |
Розе | 24,5–25,5 | 24,5–25,6 | – | 49–51 | – | – | 90 | 92 |
Д’Арсе | 9,6 | 45,1 | – | 45,3 | – | – | – | 79 |
Липовица с индием | 11,8 | 22,2 | 8,5 | 42 | – | 15,5 | – | 48 |
Примечание. Применяются в радиосхемах с полупроводниковыми приборами и в схемах, где припой используется в качестве температурного предохранителя.
Химический состав и физико-механические свойства твердых серебряных и медно-фосфорных припоев приведены в табл. 3.4.
Таблица 3.4Химический состав и физико-механические свойства твердых серебряных и медно-фосфорных припоев
Марка припоя | химический состав, % | плотность, кг/м3 | температура кристаллизации,°с | предел прочности при растяжении, Мпа | ||||
серебро | Медь | цинк | фосфор | начало | конец | |||
ПСр72 | 72±0,5 | 28±0,5 | – | – | 9900 | 779 | 779 | – |
ПСр50 | 50±0,5 | 50±0,5 | – | – | 9300 | 850 | 779 | – |
ПСр45 | 45±0,5 | 30±0,5 | 25 1 –1,5 | – | 9100 | 725 | 660 | 300 |
ПСр25 | 25±0,3 | 40±1 | 35±2,5 | – | 8700 | 775 | 745 | 280 |
ПСр71 | 71±0,5 | 28±0,7 | – | 1 ±0,2 | 9800 | 795 | 750 | – |
ПСр25ф | 25±0,5 | 70±1 | – | 5±0,5 | 8500 | 710 | 650 | – |
ПСр15 | 15±0,5 | 80,2±1 | – | 4,8 0,2/–0,3 | 8300 | 810 | 635 | – |
ПМФ7 (МФЗ) | – | Остальное | – | 7–8,5 | – | 860 | 710 | – |
Параметры медно-цинковых и медно-никелевых твердых припоев приведены в табл. 3.5.
Таблица 3.5Медно-цинковые и медно-никелевые твердые припои
Марка припоя | химический состав, % | физические свойства | |||||||||
Медь | никель | железо | кремний | Бор | цинк | олово | температура кристаллизации, °с | плотность, кг/м3 | предел прочности при растяжении, Мпа | ||
солидус | ликвидус | ||||||||||
Л63 | 62–65 | – | – | – | – | Остальное | – | 900 | 905 | 8500 | 310 |
ЛОК59-0,1-0,3 | 60,5– 63,5 | – | – | 0,2–0,4 | – | Остальное | 0,7–1,1 | 890 | 905 | 8200 | – |
ПЖЛ500 | Остальное | 27–30 | 41,5 | 1,5–2 | 0,2 | – | – | 1080 | 1120 | 8630 | 600 |
Параметры серебряных припоев с пониженной температурой плавления приведены в табл. 3.6.
Таблица 3.6Серебряные припои с пониженной температурой плавления
Марка припоя | химический состав, % | плотность, кг/м3 | температура кристаллизации, °с | ||||||
серебро | Медь | цинк | кадмий | олово | никель | начало | конец | ||
ПСр50Кд | 50±0,5 | 16±1 | 16±2 | 18±1 | – | – | 9300 | 650 | 635 |
ПСр40 | 40±1 | 16,7 0,7/–0,4 | 17 0,8/–0,4 | 26 0,5/ –1 | – | 0,3±0,2 | 8400 | 605 | 595 |
ПСр62 | 62±0,5 | 28±1 | – | – | 10±1,5 | – | 9700 | 700 | 660 |
Преимущественные области применения твердых припоев приведены в табл. 3.7.
Таблица 3.7Преимущественные области применения твердых припоев
Марка припоя | область применения |
ПСр72; ПСр50 | Пайка металлокерамических контактов и различных ответственных токоведущих соединений, подвергающихся изгибающим и ударным нагрузкам |
ПСр45 | Пайка меди и ее сплавов, нержавеющих и конструкционных сталей. Пайка короткозамкнутых обмоток роторов и демпферных обмоток высоконагруженных электрических машин. Припой обеспечивает высокую плотность и прочность паяных швов |
ПСр25 | Пайка меди и ее сплавов, нержавеющих и конструкционных сталей, заменяет припой ПСр45 при выполнении менее ответственных соединений |
ПСр71 | Пайка деталей аналогично припою ПСр72, но где требуется большая жидкотекучесть |
ПСр25ф; ПСр15; ПМФ7 | Пайка меди и ее сплавов, в том числе различных токоведущих частей машин и аппаратов, не испытывающих ударных и изгибающих нагрузок |
Л63; ЛОК59-0,1-0,3 | Пайка меди и чугуна. Паяные соединения обладают высокой прочностью и хорошо работают в условиях ударных и изгибающих нагрузок |
ПЖЛ500 | Пайка соединений, работающих при температурах до 600 °С |
Параметры медно-фосфорных припоев приведены в табл. 3.8.
Таблица 3.8Медно-фосфорные припои
Марка припоя | химический состав, % | температура плавления, °с | |
Медь | фосфор | ||
ПФМ-1 | 90,0–91,5 | 8,5–10 | 725–850 |
ПФМ-2 | 92,5 | 7,5 | 710–715 |
ПФМ-3 | 91,5–93,0 | 7,0–8,5 | 725–860 |
ПМФ7 (МФ3) | Остальное | 7,0–8,5 | 710–860 |
Примечание. Для медно-фосфорных и серебряных припоев в качестве флюса применяют буру в виде порошка или в смеси с поваренной солью.
Параметры припоев для пайки алюминия приведены в табл. 3.9, 3.10.
Таблица 3.9Химический состав и физические свойства припоев для пайки алюминия
Марка припоя | химический состав, % | температура плавления, °с | предел механической прочности при растяжении, Мпа | |||||
алюминий | Медь | олово | цинк | кадмий | кремний | |||
Кадмиевый | – | – | 36 | 40 | 24 | – | – | 85 |
АВИА-1 | – | – | 55 | 25 | 20 | – | 20 | – |
АВИА-2 | 15 | – | 40 | 25 | 20 | – | 250 | – |
ВПТ-4 | 55 | – | – | 40 | – | 5 | 410 | – |
34-А | 66 | 28 | – | – | – | 6 | 545 | 180 |
35-А | 72 | 2,1 | – | – | – | 7 | 540 | 140 |
А | – | 2,0–1,5 | 40 | 58,5 | – | – | 425 | 80 |
В | 12 | 8 | 80 | – | – | 410 | 185 | |
ЦО-12 | – | – | 12 | 88 | – | – | 500–550 | – |
ЦА-15 | 15 | – | – | 85 | – | – | 550–600 | – |
Таблица 3.10Другие припои для пайки алюминия
Марка припоя | химический состав, % | температура полного расплавления, °с | температура пайки, °с | плотность, кг/м3 | ||||
олово о1 | цинк | кадмий | алюминий а7 | Медь М0 | ||||
П250А | 79–81 | 19–21 | – | – | 0,15 | 250 | 300 | 7300 |
П300А | – | 50–61 | 39–41 | – | 0,045 | 310 | 360 | 7730 |
П300Б | – | 80 | – | 8 | 0,5 | 410 | 700–750 | – |
Преимущественные области применения припоев для пайки алюминия П250А, П300А и П300Б приведены в табл. 3.11.
Таблица 3.11Преимущественные области применения припоев для пайки алюминия
Марка припоя | область применения |
П250А | Лужение концов алюминиевых проводов, а также пайка погружением алюминиевых проводов с алюминиевыми и медными наконечниками |
П300А | То же, пайка соединений с повышенной коррозионной стойкостью |
П300Б | Пайка заливкой алюминиевых проводов с алюминиевыми и медными деталями |
Разделение по химическому составу
По химическому составу современные, практичные припои распределяются на мягкие легкоплавкие и твердые тугоплавкие.
В первую категорию входят следующие позиции:
- свинцовые – содержат только свинец в чистом виде и расплавляются при температуре от 180 до 230 °C;
- оловянные – состоят из олова и плавятся при 220 °C, создают прочный и пластичный шов;
- свинцово-оловянные – могут содержать от 15 до 90% олова. Температура расплавления таких элементов составляет 183-280 °C;
- оловянно-медные – на 97% состоят из высококачественного олова и на 3% из меди. Относятся к самым популярным и продаются по разумной цене. Образуют прочное соединение с хорошей устойчивостью к коррозии;
- медные с серебром – на 95% состоят из меди и на 5% из серебра. Отличаются высокими прочностными характеристиками и обеспечивают надежное сцепление между фрагментами.
Применяются мягкие легкоплавкие компоненты для объединения в единый комплекс труб диаметром от 6 до 108 мм. В стыковой области образуют аккуратный шов шириной от 7 до 50 мм.
Мягкие низкотемпературные припои актуальны для организации отопительных сетей, индивидуальных и централизованных водопроводных магистралей.
Для газовых коммуникаций такой вариант категорически не подходит
Свинец считается вредным для здоровья человека элементом.
Использование свинцовосодержащих припоев категорически запрещается в сетях, подающих воду в многоквартирные или частные дома, на предприятия или в общественные учреждения. На другие типы коммуникаций этот запрет не распространяется.
Для высокотемпературной обработки подходят твердые тугоплавкие материалы:
- медь в сочетании с серебром и цинком – содержит меди 30%, серебра — 44% и цинка — 26%. Область сцепления отличается хорошей прочностью, сохраняет пластичность, эффективно противостоит коррозии и демонстрирует повышенную теплопроводность;
- медь с фосфором – сплав из 94% меди и 6% фосфора. В процессе пайки не нуждается в применении флюса. Делает крепкое и надежное соединение, но частично теряет эластичность при низких температурах окружающей среды;
- серебро – во время пайки требует обязательного использования флюса. Создает крепкий, надежный шов с хорошей пластичностью и высокой коррозийной устойчивостью. Стоит значительно дороже аналогов из простых металлов и широкого распространения не имеет. Применяется там, где есть экономическая целесообразность и предъявляются повышенные требования к качеству трубного соединения.
При помощи тугоплавких припоев монтируют комплексы из труб диаметром от 12 до 159 мм, включая газовые коммуникационные сети, отопительные трассы и водопроводные магистрали диаметром от 28 мм.
Чтобы медь не потеряла своих прочностных характеристик в процессе пайки, не следует опускать деталь со свежим швом в воду или подвергать ее искусственному обдуву ради охлаждения.
Надежное, прочное и долговечное соединение обеспечит металл, остывший естественным путем
Использование классических медно-фосфорных или любых других элементов допускается при создании соединений внахлест.
Такой вариант сцепления обеспечивает максимальную прочность конструкции и увеличивает период работы трубопровода.
Мягкие припои для удобства пользования обычно изготовляются в форме катушек. Твердые элементы поставляются в виде проволок разной длины.
Для усиления целостности и повышения прочностных характеристик шва, нахлест должен составлять не менее 5 мм. В процессе обработки нужно оставить микроскопический зазор, чтобы припой втянулся внутрь равномерно, заполнил пустоты и образовал надежную герметичную латку
Содержащие сурьму
Для уменьшения степени окисления сплава в жидком состоянии и придания пайке лучшего вида, в состав его вводят сурьму. Согласно ГОСТ 21930-76 все оловянно-свинцовые припои для пайки в зависимости от химического состава классифицируются на:
- безсурьмянистые;
- малосурьмянистые, с содержанием сурьмы до 0,5 %;
- сурьмянистые, содержащие более 0,5% сурьмы.
Этот же ГОСТ определяет и области преимущественного использования каждой марки.
Таблица 1. Химический состав припоев
| ПОС 90 | 17 2311 1100 04 | 89-91 | — | — | — | Остальное то же |
| ПОС 63 | 17 2312 0100 | 62,5-63,5 | — | — | — | « |
| ПОС 61 | 17 2312 1100 10 | 59-61 | — | — | — | « |
| ПОС 40 | 17 2314 1100 00 | 39-41 | — | — | — | « |
| ПОС30 | 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 | — | « |
| ПОССу 61-0,5 | 17 2312 1400 01 | 59-61 | — | — | — | Остальное то же |
| ПОССу 50-0,5 | 17 2313 1100 05 | 49-51 | — | — | — | « |
| ПОССу 40-0,5 | 17 2314 1200 08 | 39-41 | — | — | — | « |
| ПОССу 35-0,5 | 17 2315 1200 03 | 34-36 | 0,05-0,5 | — | — | « |
| 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 | — | — | — | « |
| ПОСу 95-5 | 17 2311 1200 01 | Ост. | 4,0-5,0 | — | — | — |
| ПОССу 40-2 | 17 2314 1300 05 | 39-41 | 1,5-2,0 | — | — | Остально то же |
| ПОССу 35-2 | 17 2315 1300 00 | 34-36 | 1,5-2,0 | — | — | « |
| ОССу 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 01 | 4-5 | 0,5-0,1 | — | — | « |
| 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 | — | — | « |
Флюс – особенности и назначение
Флюс – это специфический технический материал для пайки медных труб. Оберегает поверхность деталей от окисления и шлаков. Препятствует контакту спаянного шва с кислородом. Повышает общее качество соединения и придает ему хорошую прочность и оптимальную пластичность.
В помещении, где производится запаивание медных труб, нужно организовать качественную вентиляцию. Горючие и легковоспламеняющиеся вещества лучше заранее убрать, чтоб случайная искра не спровоцировала пожар или любой другой опасный для здоровья человека случай
Флюсы для пайки медных труб выпускаются в разных консистенциях.
Среди самых востребованных и популярных:
Вещество в форме пасты для пайки медных труб стоит дороже остальных материалов, но полностью оправдывает свою высокую цену. Подходит для использования сразу после покупки и не требует от мастера что-то добавлять в состав для улучшения рабочих качеств.
Паста приобретается для проведения ответственной пайки, требующей максимально четкой и качественной герметизации стыковых областей. Вещество легко ложится на медную поверхность, отлично прилипает к ней и хорошо распределяется по зоне обработки во время нагревания.
Паста-флюс очень проста и удобна в использовании. Работать с ней без всяких трудностей сможет не только профильный специалист с большим практическим опытом, но и любой домашний мастер
Готовый шов аккуратно смотрится и обеспечивает целостность сцепления всех фрагментов системы. Остатки вещества легко удаляются по окончании работы.
Порошковые средства продаются за меньшую цену и хорошо хранятся в специальных емкостях. Максимальную эффективность демонстрируют совместно с усиленными, тугоплавкими припоями. Считаются менее удобными из-за проблематичности равномерного нанесения на область обработки.
Жидкие вещества продаются в закрытых бутылях. Нормально контактируют с мягкими припоями и легко ложатся на медную поверхность, обеспечивая высокую прочность сцепляющего шва. Для обеспечения качественного соединения жидкий флюс и припой всегда используют одновременно, а не по отдельности.
Независимо от консистенции, флюс нужно наносить сразу после зачистки медного фрагмента. Если этот момент проигнорировать, металлическая поверхность опять покроется окислами и равномерно обработать ее не получится.
После обработки флюсом спаивать детали следует немедленно. Это исключит шанс проникновения посторонних частиц на рабочую поверхность.
Для нанесения пастообразного флюса требуется специальная кисть с упругим ворсом средней длины. Использовать слишком много вещества не нужно. На качество и прочность соединения это никак не повлияет
В процессе соединения деталей нужно проявлять внимание и осторожность. Попадание флюса на кожу провоцирует не только термический, но и химический ожог.
Если это все-таки случилось, нужно немедленно прекратить пайку и смыть вещество с кожи большим количеством мыльной воды.
