Классификация
В соответствии с государственным стандартом, существует следующее классификационное деление припоев по температуре их плавления:
- низкотемпературные, их также называют мягкими. Температура плавления этих паяльных сплавов не превышает 450 ℃. В свою очередь, данная категория делится на две подкатегории. Паяльные сплавы, плавящиеся при температуре до 145 ℃ называются особолегкоплавкими, плавящиеся в диапазоне от 145 до 450 ℃ относятся к легкоплавким;
- высокотемпературные или твёрдые. К ним относятся припои с температурой плавления, превышающей 450 ℃. Этот класс сплавов включает в себя три подкатегории. Среднеплавкими считаются те, которые расплавляются при температуре до 1100 ℃, имеющие точку плавления от 1100 до 1850 ℃ называют высокоплавкими. Присадочные материалы, использующиеся при пайке, которые занимают ещё более высокотемпературные позиции, относятся к тугоплавким.
| Марка припоя | Температура плавления, С° |
|---|---|
| Сплав Вуда | 66-70 |
| Сплав Розе | 90-98 |
| Припой ПОИН 52 | 120 |
| Припой ПОСК 50-18 | 142-145 |
| Припой ПОСВи 36-4 | 150-170 |
| Припой ПОС-90 | 183-220 |
| Припой ПОССу 18-0,5 | 183-277 |
| Припой ПОССу 50-0,5 | 183-216 |
| Припой ПОС-63 | 183 |
| Припой ПОССу 25-0,5 | 183-266 |
| Припой ПОС-40 | 183-238 |
| Припой ПОС-30 | 183-238 |
| Припой ПОССу 30-0,5 | 183-245 |
| Припой ПОССу 40-0,5 | 183-235 |
| Припой ПОССу 61-0,5 | 183-189 |
| Припой ПОС-61 | 183-190 |
| Припой ПОССу-15-05 | 184-275 |
| Припой ПОССу-15-2 | 184-275 |
| Припой ПОССу-40-2 | 185-229 |
| Припой ПОССу 25-2 | 185-260 |
| Припой ПОССу-30-2 | 185-250 |
| Припой ПОССу-18-2 | 186-270 |
| Припой ПОС-60 | 190 |
| Припой ЦОП-30 | 200-315 |
| Припой АВИА-1 | 200 |
| Припой П200А | 220-225 |
| Припой ПОЦ-10 | 220-225 |
| Припой ПОС-50 | 222 |
| Припой ПОВи 0.5 | 224-232 |
| Припой ПОМ-1 | 230-240 |
| Припой ПОМ-3 | 230-250 |
| Припой ПОСу 95-5 (бессвинцовый) | 234-240 |
| Припой ПОССу-95-5 | 234-240 |
| Припой ПОССу-4-4 | 239-265 |
| Припой ПОССу-8-3 | 240-290 |
| Припой ПОС-18 | 243-277 |
| Припой ПОССу-4-6 | 244-270 |
| Припой П250А | 250-300 |
| Припой АВИА-2 | 250 |
| Припой ПОС-35 | 256 |
| Припой ПОС-25 | 260 |
| Припой ПОС-4 | 266 |
| Припой ПОССу-10-2 | 268-285 |
| Припой ПОС-10 | 268-299 |
| Припой ПОС-20 | 268-299 |
| Припой ПОССу-5-1 | 275-308 |
| Припой марки А | 300-320 |
| Припой 34А | 530-550 |
| Припой 35А | 545 |
| Припой П-81 | 630-660 |
| Припой П-14К | 640-680 |
| Припой П-14 | 640-680 |
| Припой ПМФОЦр 6-4-0,03 | 640-680 |
| Припой ПМФ-7 | 714-850 |
| Припой ПМФ-9 | 750-800 |
| Припой П-47 | 760-810 |
| Припой ПМЦ-36 | 800-825 |
| Припой Алармет 211 | 800-890 |
| Припой П 21 | 800-830 |
| Припой Л63 | 850-910 |
| Припой таблетированный Л63 | 850-900 |
| Припой ПМЦ-54 | 876-880 |
| Припой ВПР-28 | 880-980 |
| Припой П100М | 900-950 |
| Припой ЛО 60-1 | 900 |
| Припой П100 | 900-950 |
| Припой ЛОК 59-1-0,3 | 900 |
| Припой МНМц 68-4-2 | 915-970 |
| Припой ЛНМц 49-9-0,2 | 920 |
| Припой МНМц 9-23,5 | 925-950 |
| Припой ЛК 62-0,5 | 960-1020 |
| Припой ВПР-16 | 960-970 |
| Припой ВПР-4 | 1000-1050 |
| Припой ВПР-1 | 1080-1120 |
| Припой ВПР-11-40Н | 1100-1120 |
Основная суть процесса пайки заключается в смачивании расплавленным присадочным материалом поверхностей соединяемых деталей, которые сами при этом не расплавляются. Исходя из этого, температура плавления припоев должна быть ниже, чем соответствующая характеристика спаиваемых металлов.
Состав паяльных сплавов
Физико-механические свойства плавящихся присадочных материалов, в частности, температура их плавления, определяются содержанием компонентов, входящих в их состав.
Обычно такие сплавы состоят из нескольких химических элементов, но название композиций определяется по тому элементу, который является основным и превосходит все остальные по содержанию. Например, припои на основе олова называют оловянными.
Существует большое семейство припоев, содержащих значительные удельные доли свинца и олова. Такие паяльные сплавы принято называть оловянно-свинцовыми.
Для них принято буквенное обозначение ПОС, после которого следует цифра, показывающая процентное содержание олова в составе этого припоя.
Марка припоя | Химический состав, % | |||||
Олово | Сурьма | Медь | Цинк | Свинец | Алюминий | |
ПОС-40 | 39…41 | _ | _ | — | Остальное | — |
ПОССу40-0,5 | 39…41 | 0,05.-0,5 | — | — | — | — |
ПОССу40-2 | 39…41 | 1.5…2 | — | — | — | — |
ПОССуЗО-О.5 | 29 31 | 0,05-0,5 | — | — | —»— | — |
ПОССуЗО-2 | 29…31 | 1,5-2 | — | — | —»— | — |
А | 38,6…42,1 | — | 1,5-2 | 56…59 | — | — |
ЦО-12 | 12 | — | — | 83 | — | — |
ЦА-15 | — | — | — | 85 | — | 15 |
Компоненты, входящие в состав припоя, оказывают воздействие на физические качества сплава, образуя нечто новое, не присущее каждому из компонентов в отдельности.
При этом наибольшее влияние на результирующие свойства припоя (такие, как температура его плавления) оказывает элемент, имеющий наибольший удельный вес в сплаве.
Так, паяльные сплавы на основе такого легкоплавкого металла, как олово, относятся к низкотемпературным или мягким. Этим подчёркивается связь температуры плавления металла с его механической твёрдостью.
То есть, металлы, которые плавятся при более низкой температуре, являются более мягкими.
Существует множество припоев, которые создаются на основе меди, алюминия, цинка, серебра, золота, платины. Высокотемпературная пайка осуществляется сплавами, в состав которых входят титан, цирконий, молибден и другие металлы.
Выбор припойного материала
Одним из главных критериев выбора сплава для создания паяного соединения металлических деталей является температура его плавления.
То есть, присадочный материал должен расплавляться раньше, чем основной. Но это не единственное условие выбора.
Жидкий расплав должен хорошо смачивать поверхность основного металла. Кроме этого, к паяному соединению предъявляются определённые прочностные требования.
Именно по этой причине при пайке какого-либо металлического изделия стараются использовать присадку на основе такого же металла, как металл изделия.
При этом более низкая температура плавления припоя обеспечивается дополнительными компонентами, входящими в его состав.
Правда, следует заметить, что сравнять эти характеристики при пайке не удаётся никогда. То есть, при механических испытаниях на разрушение излом всегда будет происходить в месте соединения.
В некоторых специфических видах пайки прочность соединения играет не главную роль. Например, при пайке ювелирных изделий основной является эстетическая часть работы. Поэтому изделия из золота, серебра и платины паяются только припоями на основе одноимённых металлов, причём той же пробы.
Разогрев
В зависимости от температуры плавления используемого присадочного материала, применяются различные методы нагрева при пайке. В случае с мягкими материалами, содержащими олово, цинк, свинец, основным инструментом при пайке может служить обычный паяльник.
В качестве примера можно привести сборку и ремонт электронных схем, содержащих компоненты, критичные к перегреву. В этой ситуации обычно используются свинцово-оловянные материалы, имеющие невысокую температуру плавления и электрические паяльники небольшой мощности.
Механическая прочность соединений играет здесь второстепенную роль, главным является обеспечение надёжного электрического контакта.
Когда речь идёт о пайке высокотемпературными материалами, паяльник оказывается бессильным. В этих случаях нагрев осуществляется посредством газовых горелок и специальных установок, использующих токи высокой частоты.
Это относится к промышленной пайке в условиях производственных цехов и использованию твёрдых припоев.
В отдельных случаях, когда спаиваемые детали очень массивны, и при использовании обычных средств нагрева достичь плавления не удаётся, применяются специальные печи, куда заготовки помещают целиком. Только таким способом обеспечивают надежную пайку.
