Припой. Виды и применение. Какие бывают припои

Для чего нужен припой

Определение

Припой — это материал, металл либо сплав на их основании служащий для надежного соединения деталей, плавящийся при меньшей температуре, чем спаиваемые им металлы. В производстве припоя чаще всего используют сплавы из свинца, серебра, олова и других мягких металлов.

Паяльное соединение служит продолжительное время при благоприятных условиях эксплуатации спаиваемых материалов и не терпит вибрации, динамическом давлении и нагрузок на разрыв. Также на сокращение срока эксплуатации соединения припоем существенно влияет агрессивная окружающая среда.

Припой для удобства спаивания производят в широком ассортименте: проволока, пруток, порошок, паста и другие исполнения.

Назначение и виды припоя

Итак, для чего нужен припой? Пайка припоем осуществляется для создания прочного соединения сопрягаемых деталей или заготовок, реже для достижения герметичности емкостей и трубопроводов, либо сохранения более надежного электрического контакта с невысоким переходным сопротивлением тока.

Как говорилось выше, температура плавления припоя меньше температур плавления соединяемых деталей, то целостность и структура спаиваемых заготовок не изменяется. Плавится только припой, обволакивая скрепляемые заготовки. При застывании происходит надежное скрепление деталей и соединение готово к эксплуатации.

Припой в производстве выбирают в зависимости от физических и химических свойств спаиваемых металлов, устойчивости к коррозии, удельной проводимости и других факторов, учитывая эффективную стоимость операции.

Делятся припои на мягкие и твердые. Мягкие плавятся уже при T= 300 C, а плавление твердых марок припоев происходит при гораздо более высоких температурных значениях. Прочность у мягких марок припоев значительно ниже и колеблется от 16 до 100 МПа. Что касается твердых припоев, то их диапазон прочности составляет 100-500 МПа.

Материалы припоев

Мягкие марки припоев изготавливают из олова с добавлением цинка, свинца, кадмия и т.д. В последнее время с целью обезопасить условия труда и сохранить экологию чаще используют припои без содержания вредных металлов, которые в своем составе помимо олова содержат висмут, медь, серебро и другие металлы.

Из твердых припоев самыми известными в производстве служат серебряные и медно-цинковые с применением добавок. Серебряные припои получили очень широкий спектр применения, которые в частности служат хорошим помощником при пайке изделий и заготовок из цветных металлов и в ювелирной промышленности.

Бессвинцовые припои

Самым простейшим и понятным нам бессвинцовым припоем является обычное олово. Проволока из этого металла находится почти в каждом доме, где есть паяльник. Часто при производстве проволоки из олова в качестве флюса внутрь внедряют дополнительно производную смолы хвойных деревьев, которая называется канифоль. Такое решение практично помогает в работе и сокращает время спаивания.

Однако обычное олово очень ограниченно в сфере применения. Например, это пайка различной аппаратуры. В основном применение оловянного припоя невозможно, несмотря на его отличную электропроводность.

Всему виной оловянная чума, рост «усов» и другие факторы риска при пайке оловом. Решить эту проблему помогает внедрение других металлов. Оловом часто смешивают с серебром, медью и даже золотом. Однако в таком случае образуются твердые паяльные сплавы, имеющие значительно высокие температурные характеристики. Поэтому с целью улучшения текучести используют флюсы.

К сожалению, в настоящее время припои без содержания свинца, несмотря на положительную экологическую составляющую и безопасный труд, не являются полноценной альтернативой оловянно — свинцовых.

Паяльные пасты

Благодаря развитию новейших технологий и все большему масштабу роста производства электронных плат, в качестве паяльного элемента стали использовать паяльные пасты. Паста изготавливается из нескольких составляющих: измельченного в порошок припоя, флюса и связующего вещества. Такая мелкодисперсная смесь используется в ручной и трафаретной пайке.

Для пайки радиоэлектроники в своем составе пасты содержат олово и легирующие компоненты для улучшения качества соединения. На свойства пластичного припоя существенно влияет размер частиц. Наиболее распространены пасты с размером частиц в диапазоне 25-45 мкм. Поскольку данная технология больше используется при трафаретной пайке, чем при ручной, пасты должны отвечать установленным требованиям для надежного сопряжения элементов.

Критериями хорошего качества выступает форма частиц, которые имеют сферическую форму после измельчения. Также паяльные пасты подвержены пагубному влиянию углерода и водорода. Поэтому соприкосновение с воздухом от этапа изготовления до эксплуатации должно быть минимизировано.

В производстве для трафаретной печати паяльные пасты заполняются в специальные контейнеры по 500 грамм. Они не практичны для домашнего использования, поэтому для собственных целей эту смесь можно приобрести в шприцах различной емкости. Условия хранения таких паст низкотемпературные, поэтому идеальным местом для хранения служит обычный холодильник. При нормальной и высокой температуре паста быстро начинает расслаиваться.

Канифоль

Отдельное внимание хочется уделить самому распространенному флюсу, который часто применяется в домашних условиях. Канифоль, как говорилось ранее состоит в основном из смолы хвойных пород деревьев. В основном применяется в твердом состоянии, но бывает также гелеобразным и жидким.

Канифоль хорошо удаляет оксидный налет даже при малых температурах, что несомненно является ее преимуществом. Материал является диэлектриком, однако это никак не влияет на электрическую проводимость материалов пайки. Она применяется практически для всех видов пайки, не подвергается воздействию влаги, не токсична для человека и общедоступна, поскольку имеет низкую стоимость.

Эта статья помогла помочь любознательному читателю понять для чего нужен припой и даже углубить свои познания в области пайки и применения различных способов ее применения в производственных и домашних целях. Остается только приобрести паяльный набор и творить в целях закрепления материала и домашних нужд.

pochemu24.ru

Припой. Виды и применение - Основы

Во время пайки используются специальные сплавы или металлы, которые необходимы для спаивания заготовок. Припой обладает температурой плавления ниже, чем металлы. Используют сплавы на основе меди, олова, свинца, кадмия и др.

Пайка осуществляется с целью получения герметического или механического шва также как и для образования электрического контакта с небольшим переходным сопротивлением. Во время пайки места соединений и припоя нагревают. На границе соприкосновения металла и припоя происходят разнообразные физико-химические процессы. Он растекается по металлу, заполняя между соединенными деталями зазоры. Компоненты дифундрируют в основной металл, а металл, в свою очередь, растворяется в припое. Благодаря чему получается прослойка, которая после застывания соединяет детали.

Во время выбора сплава нужно учитывать свойства металлов, их устойчивость к коррозии и прочность.

Виды припоев

Отдельно выделяются мягкие и твердые припои. Мягкие используются для монтажа радиоаппаратуры, они по своим характеристикам немного уступают твердым (хотя они подходят для электронных устройств).

В сплаве содержится олово и свинец, присутствуют легирующие металлы, но не в таком большом количестве.

ПОСы (так называемые оловянно-свинцовые сплавы) являются самыми распространенными припоями, они выполнены на основе свинца и олова. Число с процентами указывает на содержание олова в припое. Но иногда бывает, попадается неизвестная марка. Ее состав можно оценить по некоторым параметрам. Оловянно-свинцовая группа обладает температурой плавления от 180 до 265 градусов Цельсия. Если у припоя металлический блеск, то это значит, что в нем содержится большое количество олова. А если он темно-серого цвета и обладает матовой поверхностью, то это значит что в нем большое содержание свинца. Сплавы с большим количеством свинца достаточно пластичны, их легко согнуть руками.

Применение припоев ПОС

ПОС-90 используется при ремонте медицинского оборудования и пищевой посуды, в нем огромное количество свинца, он не используется в тех вещах, которые соприкасаются с водой и пищей.

ПОС-40 предназначен для пайки деталей из оцинкованного железа и электроаппаратуры.

ПОС-30 применяется в промышленности, с его помощью паяют цинковые листы.

Пайка производится с помощью обыкновенного паяльного инструмента – паяльника. Паяльник не перегреет радиоэлементы, потому что расплавление сплава происходит при 190 градусах по Цельсию.

Паяльная паста

Паяльная паста предназначена для пайки безвыходных микросхем и для пайки монтируемых компонентов поверхностно. Она состоит из мелких шариков, имеет серый цвет, в ее состав входит безотмывочный флюс. Пасту нужно содержать в закрытой упаковке, потому что флюс быстро высыхает на воздухе.

Низкотемпературные сплавы

Компоненты, которые слишком чувствительны к перегреву лучше всего спаивать низкотемпературными сплавами. ПОСК -50-18 обладает температурой плавления 145 градусов по Цельсию, в его составе имеется олово и кадмий, смешанный со свинцом. Данный состав не чувствителен к коррозии, придает токсичность сплаву.

Сплав РОЗЕ (ПОСВ- 50) имеет температуру плавления немного ниже, чем температура кипения воды (92 градуса). С его помощью хорошо спаивать изделия из латуни и меди. В сплаве содержится свинец, олово и висмут, он нашел свое применение в защитных предохранителях, которые часто устанавливаются в радиоаппаратуре.

Сплав ВУДА является самым низкотемпературным среди всех, его температура плавления – 65 градусов. В нем содержится кадмий, что обуславливает токсичность и твердость сплава.

solo-project.com

Припои для пайки

Припои для пайки .

Припои для пайки

В различных областях применяют разные припои для пайки. Различают припои: мягкие, полутвёрдые и твердые. Мягкие и полутвёрдые припои для пайки имеют предел прочности до 50–70 МПа при растяжении и применяются для пайки токоведущих частей. Твёрдый припой для пайки, имеет предел прочности до 500 МПа и применяются при пайке токоведущих частей, допускающих высокий нагрев и деталей, несущих механическую нагрузку.

Какой же припой лучше использовать?

В радиолюбительской практике чаще всего применяются мягкие, легкоплавкие, низкотемпературные  припои.

Различают следующие мягкие припои: оловянно-свинцовые, мало оловянистые, легкоплавкие и специальные.Припои оловянно-свинцовые (ПОС), имеющие температуру плавления = 183 ? 265?С, представляют собой сплавы олова и свинца с добавкой 1,5-2,5% сурьмы и обозначаются (ГОСТ 1499-54) ПОС-18, ПОС-30, ПОС-40, ПОС-50, ПОС-61, ПОС-90 (цифра показывает процент содержания олова).Малооловянистые и безоловянистые мягкие припои: свинцовые (tпл = 327° С), свинцово-серебряные (2,5% серебра, tпл = 304° С) и др.Легкоплавкие припои (tпл = 60,5 ? 145° С) — сплавы олова, свинца, висмута и кадмия. Их применяют в случаях, когда требуется понижение температуры пайки из-за опасности перегрева деталей. Механическая прочность таких припоев незначительна.Специальные припои используют для пайки материалов, не поддающихся качественной пайке стандартными припоями (например высокоуглеродистой стали).Для пайки алюминия и его сплавов применяют специальные припои на оловянной основе, которые содержат цинк, кадмий и иногда алюминий. Лучшими являются оловянно-цинковые, оловянно-кадмиевые и кадмиево-цинковые сплавы (Т пл = 197 ? 310° С), так как цинк и кадмий (особенно цинк) хорошо диффундируют в алюминии.Мягкие припои изготавливают в виде прутков, проволоки, ленты, а также трубок из оловянно-свинцового сплава, заполненных канифолевым флюсом, различных размеров и диаметра.

Какие же припои для пайки используются в радиолюбительстве? Основных припоев несколько, вот их краткая характеристика.

ПОС 61 — припой для пайки с температурой плавления — 190 градусов.  Предназначен для пайки радиоэлементов и микросхем, монтажных проводов в полихлорвиниловой изоляции, а также пайка в тех случаях, когда требуется повышенная механическая прочность и электропроводность.

 

 

 

ПОС 50 припой с температурой плавления — 222 градуса. Те же самое, но когда допускается более высокая температура нагрева.

 

 

 

ПОС 40 припой с температурой плавления — 235 градусов. Пайка толстых проводов, наконечников, соединений проводов с лепестками, когда разрешен ешё более высокий нагрев, чем в случае ПОС 61 или ПОС 50.

 

Итак, делаем выводы.Наиболее подходящим припоем для пайки является ПОС61 имеющий, низкую температуру плавления,  повышенную механическую прочность и электропроводность. Применение трубчатых припоев различных диаметров значительно упрощает процесс пайки. Самые удобные на мой взгляд, припои с диаметром 0,6 мм, 0,8 мм, 2 мм, для различных ситуаций.

data-matched-content-rows-num="4,8" data-matched-content-columns-num="1,4" data-matched-content-ui-type="image_stacked" data-ad-format="autorelaxed">

xn--80aanab4adj2bicdg1q.xn--p1ai

Припой для пайки металлов: информация только по существу

Определение термина

Припой для пайки – низкотемпературный металл или сплав, предназначением которого является заполнение зазоров между соединяемыми путем пайки металлами. Основной целью рассматриваемого материала является получение качественного, прочного и надежного монолитного соединения. По сути, припой – наполнитель, температура плавления которого значительно меньше температуры плавления основного металла.

Прочность и качество пайки по большей части зависит от тиноля. Таким образом, параметры соединения определяют выбор наиболее подходящего припоя для того или иного металла (стали, латуни, меди, чугуна и т. п.). Может производиться пайка мягкими припоями, а также пайка твердыми припоями.

Как выбрать припой для пайки?

По химическому составу они подразделяются на свинцово-оловянные, медно-фосфорные, цинковые, титановые, серебряные и другие. По температуре плавления они разделены на низкотемпературные (до 450 гр. С), а также высокотемпературные (температура плавления выше 450 гр. С). Если вам нужен припой для пайки алюминия, то с большой вероятностью подойдет тот, который предназначен для соединения медных деталей, так как они нередко бывают универсальными.

Также выбор осуществляется в зависимости от метода обработки металла, тонкости работы. Например, пайка волной припоя – метод соединения, применяемый чаще в пайке плат, когда плата прямолинейно проводится сквозь гребень волны, тем самым требуя соответствующего «наполнителя». Таким образом, волна остается свободной от окислов.

Выбор осуществляется в зависимости от характеристик соединяемого металла (меди, алюминия, стали, чугуна), нормы расхода так называемого наполнителя для соединения металлических изделий. Обратите внимание на то, что у каждого припоя для конкретных металлов существуют свои нормы расхода, которые желательно знать. Узнать информацию относительно нормы расхода можно из специальной таблицы. Например, для пайки труб из меди применяются соответствующие тиноли – для соединения меди, а также сплавов меди.

В роли основы тинолей, необходимых для пайки меди, а также ее сплавов применяется часто композиционный состав тиноля: медь-цинк, медь-фосфор, медь-никель, медь-кадмий. С целью получения нужных свойств в композиции могут добавляться: марганец, олово, железо, алюминий и другие материалы.

Стоит отметить, что соединения, производимые посредством применения материалов на основе меди, способны выдерживать значительные механические нагрузки. Медно-цинковые материалы для пайки могут похвастать сравнительно низкой температурой плавления. При высоком содержании цинка (более 40%) они могут становиться пластичными.

В связи с этим подобные материалы следует использовать преимущественно для скрепления металлических деталей, не подвергающихся механическим нагрузкам, ударам, изгибам. Также при выборе припоя, необходимого для пайки, следует обращать внимание на нормы расхода припоя. Обратите внимание на то, что нормы расхода припоя могут быть разными в зависимости от обрабатываемого металла (стали, меди и др.), а также других параметров работы.

Классификация припоев

Припои подразделены на три основные группы в зависимости от температуры плавления:

• Мягкие. Предназначены для пайки обладают температурой плавления до 400°С;
• Температура плавления твердых составляет свыше 500°С;
• Полутвердые – материалы, обладающие температурой плавления в диапазоне от температуры плавления чистого олова до 400°С.

Говоря о том, чем паять, мягким или твердым припоем, стоит сказать, что оба владеют пределом прочности до 50-70 МПа при растяжении. Они применяются в большинстве случаев для токоведущих частей, которые не являются одновременно несущими конструкциями аппаратов и машин. Работа с металлами мягким, а также на половину твердым материалом производится посредством паяльника, либо при помощи погружения металлических деталей в расплавленный тиноль.

Относительно твердых тинолей, предназначенных для пайки, то они имеют предел прочности до 500 МПа, используются в качестве тинолей первой категории прочности во время пайки токоведущих частей, допускающих высокое нагревание деталей, которые воспринимают основную механическую нагрузку. Работа производится с помощью электроконтактного способа, с применением графитовых или электродов из меди, а также не без участия электрической сварки. Детали незначительных размеров допустимо соединять металл автогеном.

Система обозначения

В большинстве случаев обозначение (маркировка) припоя начинается с буквы «П», которая символизирует первую букву определения. Числовые обозначения в маркировке припоя показывают на содержание компонентов, и идут после буквы «П». Содержание компонентов тиноля указывается в процентах (округленно).

Стоит также обратить внимание на то, что буква или буквосочетание, стоящие в конце маркировки тиноля, указывает на то, что данный компонент составляет содержание припоя (оставшееся).

Обозначения компонентов:

• А – состав содержит алюминий;
• Ж – состав содержит железо;
• И — состав содержит индий;
• К или Кд – в состав входит кадмий;
• М – состав содержит медь;
• О – в состав входит олово;
• С — в состав входит свинец;
• Ср – в состав входит серебро;
• Су – в состав входит сурьма;
• Ф – состав содержит фосфор;
• Ц – в состав входит цинк.

Сфера применения

В разных отраслях народного хозяйства применяются различные материалы для пайки, на основе разнообразных металлов: меди, олова, цинка, сурьмы и т. д. Чаще всего тиноли можно встретить в форме чашек, проволоки, анодов, трубок, листов. Наиболее распространенными являются, пожалуй, мягкие, а также бессвинцовые тиноли для пайки различных металлов: стали, меди.

Мягким припоем чаще всего можно воспользоваться в электричестве, микроэлектронике. Мягкий материал имеет широкое разнообразие форм, химических составов.

Среди множества форм следует выделить основные, наиболее распространенные:

• Цилиндры;
• Пасты;
• Литые;
• Стержни;
• Порошки;
• Проволочные;
• Стержни;
• Полосы и фольга;
• Формованные.

Если вы решились воспользоваться мягким припоем, знайте, что его температура плавления достаточно высокая (в пределах 400-500 гр. С). Пожалуй, самым популярным является на сегодняшний день сплав свинца и олова, однако могут применяться и другие сплавы.

Несмотря на преимущества классических тинолей, в будущем с большой вероятностью лидерство получат бессвинцовые материалы, поскольку они имеют одно очень выгодное преимущество – экологичность, к которой так все стремятся. Таким образом, в состав так называемого наполнителя не входит вредный для организма и здоровья человека свинец.

Огромного внимания заслуживает тот факт, что подобное преимущество в будущем позволит использовать экологический материал в пайке практически повсеместно, где обрабатываемые и соединяемые материалы будут безвредно контактировать с продуктами питания, питьевой водой, с человеком. Не сложно догадаться, что экологичность позволит значительно расширить круг применения данного бессвинцового материала.

Тиноль для стали и меди

Пайка меди, стали может осуществляться твердым припоем, поскольку для соединения стали и меди требуется высокая температура плавления тиноля в пределах 840-880 гр. С. Твердым припоем помимо стали и меди также может производиться пайка такого металла, как томпак. При выборе припоя для соединения стали, меди следует проявляться высокую осторожность и внимательность. Не стоит забывать том, что нормы расхода припоя — достаточно важно в работе. Стоит отметить, что есть специальная таблица, в которой указаны нормы расхода на соединяемые металлические детали.

Расход припоя во время пайки

Нормы расхода – отдельная тема для разговора. Существующие для подсчета нормы расхода серебряного тиноля формулы позволяют взглянуть на величины, которые не соответствуют такому понятию, как нормы расхода материала в процессе газовой обработки.

В результате ряда проведенных экспериментов по соединению серебряным тинолем ПСр-45 стали известны нормы расхода: на один квадратный сантиметр соединяемых деталей при обработке металла вполне хватает 0,3 грамм материала.

Такой нормы расхода материала должно хватать для пайки качественного и долговечного соединения металлических деталей из стали, меди, а также других металлов. Стоит отметить, что применение тиноля свыше нормы расхода не даст более качественный результат.

Так, можно дать совет и порекомендовать следующую формулу для вычисления нормы расхода серебряного тиноля для работы с газовой горелкой: Gпр=0,3Fпр, где Gпр — данные нормы расхода низкотемпературного материала в граммах двух поверхностей, а Fпр является площадью спаиваемых поверхностей в сантиметрах квадратных.

Во время соединения иными серебряными тинолями нормы расхода на сантиметр квадратный площади будут меняться соответственно изменениям удельного веса тиноля. Данный способ подсчета нормы расхода для пайки не является абсолютно точным, поскольку технологии не в силах точно определить выход тиноля на поверхность в зоне создания соединения металлических деталей, а, следовательно, становится допустимой какая-либо ошибка в определении площади и нормы расхода материала в процессе пайки стали и др. металлов. Помимо всего, потери материала зависят по большей части от квалификационного уровня паяльщика, и определение нормы расхода становится делом сугубо индивидуальным.

Похожие статьи

goodsvarka.ru

---

• 
  Индукция трансформатора
• 
  Какая часть вольт амперной характеристики германиевого диода отражает
• 
  Электро выставка в москве 2018
• 
  Токоограничивающий реактор 10 кв
• 
  Устройство магнитной плиты
• 
  Вру это что
• 
  Что такое нерегулируемая цена на электроэнергию
• 
  Правило буравчика и правило правой руки
• 
  Счетчики на газ
• 
  Контур заземления на подстанции
• 
  N фаза l