- Общие сведения о пайке
- Паяльная паста
- Несколько правил пайки
- Использование сплавов оловянно-свинцовой группы
- Температура плавления различных металлов
- Способы получения нужной температуры
- Оборудование для измерения температуры
- Химические препараты для работы
- Как правильно выбрать
- Температура жала относительно используемого припоя
- Расшифровка
- Классификация
- Применение в быту и на производстве
- Характеристики ПОС-61
- Паяние меди, стали и алюминия
- Разновидности
- Мировые цены
- Припой ПОС 61: температура плавления олова для пайки, состав и технические характеристики
- Виды припоев ПОС
- Секреты выбора
- Про состав припоя
- Легирование припоя
- Как правильно выбрать
- Технические характеристики припоев ПОС и ПОССу
- Разновидности
- Технические характеристики припоя ПОС-10
- Колофонская смола
- Основные свойства
- Страшная тайна припоя ПОС-60
- Сортамент и размеры
Общие сведения о пайке
Что важнее в работе паяльника: инструмент или материал? Важно все: паяльник, паяльник и флюс. Разнообразие паяльников связано с объектом пайки. Массивные детали разогреваются мощными паяльниками и маломощными микроскопическими микросхемами. В профессиональных паяльниках используется несколько типов этих нагревательных инструментов.
Классификация паяльников по мощности:
- Паяльник с нихромовой вставкой мощностью 25 ватт — распространенный бытовой инструмент, которым пользуются мастера, радиолюбители и электронщики. Они популярны и по сей день, достаточно дешевы, служат до 10 лет. Металлическая вставка в виде медного стержня, кончик которого срезан под углом 60 градусов. Он используется в 90% случаев, возникающих в финансовых ситуациях, им пользуются даже многие мастерские.
- Второй тип более мощный с 40-ваттным нагревателем и нихромовой вставкой, в два раза тяжелее и крупнее своего 25-ваттного аналога. Используется для более сложных работ. Лезвие заточено под клин, похожее на отвертку, но им нельзя заворачивать винты. Такая заточка делается для удобства пайки массивных деталей, для нагрева до 190 С. Используются профессионалами, для домашнего использования не рекомендуются.
- Третий тип — газовый паяльник, три в одном. Сам паяльник с медным сердечником, заточенным под иглу. Вторая функция — фен, способный нагревать предмет до 600 градусов. Газовая горелка – в этом случае меняется сопло, инструмент выступает в роли газовой горелки, нагревая детали до температуры 1300 градусов.
- Четвертый тип — современный керамический паяльник. Мастер по сравнению со всеми представленными инструментами. Он имеет очень тонкий наконечник, способный паять миллиметровые точки, и используется для выполнения очень точных работ. Мощность — 100 Вт. Комплектуется паяльной станцией с диапазоном температур от 200 до 480 градусов. Среди специалистов используется как универсальное средство.
Читайте также: Как выбрать бензопилу по дереву для дома
Паяльная паста
Пайка чаще всего осуществляется с использованием припоя и флюса. Для качественного выполнения работы необходимо правильно подобрать марку сплава для каждой конкретной задачи.
Паста отличается от обычного припоя тем, что содержит одновременно два компонента: припой и флюс, что значительно ускоряет процесс пайки деталей, особенно если речь идет о smd-элементах.
Любая паста представляет собой густую густую смесь различных веществ. Он получил широкое распространение в промышленности. Производители электроники активно используют его в своем производстве.
Различные паяльные пасты.
В зависимости от состава пасты различают следующие виды:
- отмывание денег;
- вода;
- галогенированные;
- без очистки;
- без галогенов.
Его свойства определяются типом добавляемого в него флюса. Если говорить о первом типе, то там используется канифоль. Для очистки изделия от такой пасты используется растворитель.
Важно правильно выбрать пасту для выполняемой работы. Например, если вам нужно припаять на плате много мелких деталей, лучше предпочесть более густую пасту.
Для качественной пайки необходимо провести подготовительные работы. Пластину следует очистить и обезжирить. Все контакты необходимо залудить легкоплавким припоем.
При работе с smd элементами необходимо нанести тонкий слой пасты. В противном случае можно замкнуть контакты микросхем.
При использовании большого противня рекомендуется использовать нижний нагрев. Лучше всего это делать с помощью паяльной станции. Также для этой цели можно использовать фен или другие средства, обеспечивающие нагрев до 150°С. Если об этом не позаботиться, ее можно «повести».
После окончания работы вся лишняя паста удаляется, что легко сделать с помощью паяльника с разными насадками.
Несколько правил пайки
Существует незыблемое правило: температура паяльника должна быть выше температуры плавления припоя.
Кроме того, припой должен полностью расплавиться, прежде чем он заполнит пустые места и равномерно распределится по поверхности.
Если жало паяльника будет слишком горячим, припой окислится и паяный шов будет не очень качественным. Кстати, окислы могут появиться и на самом паяльнике, и для избавления от них специалисты рекомендуют купить так называемый активатор жала — очень полезная вещь.
А если жало паяльника не просто перегрелось, а перегорело, то припой, как правило, перестанет к нему прилипать. «Холодная» пайка (то есть когда температура жала паяльника меньше оптимальной) также не даст ожидаемого результата.
Если припой не расплавится до жидкого состояния, место пайки будет тусклым и шероховатым, а соединение будет не очень прочным.
И еще одно важное правило, подходящее для любой пайки: температура спаиваемых элементов должна быть абсолютно одинаковой.
Использование сплавов оловянно-свинцовой группы
К таким сплавам относятся:
- ПОС-90 содержит: Pb — 10 %, Sn — 90 %. Используется для ремонта медицинского оборудования и пищевой посуды. Токсичного свинца мало, так как он не может контактировать с пищей и водой.
- ПОС-40: Pb — 60%, Sn — 40%. Применяется в основном для пайки электрооборудования и изделий из оцинкованного железа, также применяется для ремонта радиаторов, латунных и медных трубопроводов.
- ПОС-30: Sn — 30%, Pb — 70%. Применяется в кабельной промышленности, для пайки и лужения и цинкования листов.
- ПОС-61: Pb 39%, Sn 61%. Как и с ПОС-60. Большой разницы нет.
С помощью ПОС-61 производится лужение и пайка печатных плат радиоаппаратуры. Это основной материал для сборки электроники. Плавление начинается при 183 °С, полное плавление при 190 °С. Паять этим припоем можно обычным паяльником, не опасаясь перегрева радиоэлементов.
ПОС-30, ПОС-40, ПОС-90 плавятся при 220–265 °С. Для многих электронных элементов эта температура является докритической. Самодельные электронные устройства лучше собирать с ПОС-61, зарубежным аналогом которого можно считать Sn63Pb37 (где Sn 63%, а Pb 37%). Также с его помощью паяют радиоаппаратуру и самодельную электронику.
Припои обычно продаются в тубах или мотках по 10-100 г. Состав сплава можно прочитать на упаковке, например: Alloy 60/40 («Сплав 60/40» — ПОС-60). Выглядит как проволока диаметром 0,25-3 мм.
Часто он содержит флюс (FLUX), заполняющий сердцевину провода. Содержание указано в процентах и составляет 1-3,5%. Благодаря такому форм-фактору нет необходимости отдельно подавать флюс во время работы.
Разновидность ПОС — ПОССУ представляет собой оловянно-свинцовый сплав с сурьмой, и применяется в автомобилестроении, в холодильной технике, для пайки элементов электрооборудования, обмоток электрических машин, кабельных изделий и намоточных деталей; подходит для пайки оцинкованных деталей. Помимо свинца и олова в сплаве содержится 0,5–2 % сурьмы.
Как видно из таблицы, ПОС-61-0,5 наиболее подходит для замены ПОС-61, так как температура его полного плавления составляет 189 °С. Существует также полностью бессвинцовый припой олово-сурьмяный ПОС 95-5 (Sb 5%, Sn 95%) с температурой плавления 234-240°С .
Температура плавления различных металлов
Далеко не всегда необходимо проводить стандартную пайку готовыми припоями. Иногда для этого процесса приходится работать с нестандартными металлами. Это не всегда дает гарантированно качественный результат, но иногда лучшим решением для соединения деталей становится пайка. Здесь нужно знать, какая температура жала паяльника необходима для работы, а также при какой температуре плавятся металлы, с которыми вы работаете.
Когда дело доходит до пайки контактов или разъединения отдельных частей, эта информация становится более важной, чем технические характеристики пайки. Температура нагрева паяльника должна достигать таких значений, чтобы контакт можно было расплавить. Это означает, что она должна быть равна значению, при котором происходит плавление, или превышать его. Учитывая ограниченную мощность паяльников, это далеко не всегда осуществимо. Некоторые виды металлов нельзя плавить паяльником. Стоит сравнить технические характеристики инструмента с параметрами того или иного металла или сплава.
Металлы и сплавы | Температура плавления материала, градусов Цельсия |
Алюминий | 660,4 |
Вольфрам | 3420 |
Германий | 937 |
Дюралюминий | 650 |
Утюг | 1539 |
Золото | 1063 |
Иридий | 2447 |
Калий | 63,6 |
Константин | 1260 |
Кремний | 1415 |
Латунь | 1000 |
Легкоплавкий сплав | 60,5 |
Магний | 650 |
Медь | 1084,5 |
Натрий | 97,8 |
Нейзильбер | 1100 |
Никель | 1455 |
Нихром | 1400 |
Банка | 231,9 |
Осмий | 3054 |
Меркурий | 38,9 |
Вести | 327,4 |
Серебряный | 961,9 |
Стали | 1400 |
Фехраль | 1460 |
Цезий | 28,4 |
Цинк | 419,5 |
Чугун | 1200 |
Способы получения нужной температуры
Температура жала паяльника мощностью 100 Вт имеет определенные ограничения. С одной стороны, максимальное значение не может быть превышено при полном нагреве, а с другой стороны, его нельзя понизить так, чтобы оно удерживалось на одном уровне. Если для пайки требуются меньшие значения этого параметра, следует попробовать заменить инструмент. Температура жала паяльника мощностью 60 Вт будет ниже, чем у жала мощностью 100 Вт, поэтому этот метод хорошо подходит для выбора правильной температуры. Долгое время именно она была самой важной, так как современные модели с регулируемыми параметрами появились относительно недавно. Недостаток методики в том, что приходится покупать несколько видов паяльников. Он также не обеспечивает точной регулировки, хотя для большинства случаев достаточно приблизительных значений.
Паяльник 100 ватт
установка регулятора тока помогает решить проблему понижения температуры практически со всеми моделями. Регулятор можно установить практически на все модели. Он будет работать с относительными значениями в диапазоне. Например, если диапазон регулировки значений находится в пределах от 0 до 100%, то температура жала 40-ваттного паяльника на пол-оборота ручки регулятора будет соответствовать температуре нагрева 20-ваттного паяльника паяльник. При 25% это значение будет 10 Вт и так далее. Регулятор может иметь предел снижения, например до 50%. Он не может опуститься ниже.
Купите модель с регулируемым значением температуры. Отличным современным решением становится автоматический встроенный регулятор, оптимизированный под конкретную модель и размещенный непосредственно в корпусе агрегата. Благодаря ему температура паяльника для пайки микросхем будет регулироваться с точностью до 1 градуса Цельсия. Стоимость таких паяльников выше, чем на стандартные модели, использовать регулятор для других инструментов не получится, но удобство играет роль, и для профессионального использования они становятся лучшим выбором.
Не очень практичный способ регулировки — нагрев наконечника с последующим охлаждением. Сначала инструмент достигает своего максимума, а затем нужно подождать, пока он остынет до нужного значения. Охлаждение происходит медленно, поэтому подобрать нужное значение вполне реально, главное использовать для этого измерительные приборы, которые покажут точные параметры.
Читайте также: Какими свойствами обладает серебро: температура плавления, оттенки переплавки в домашних условиях
Оборудование для измерения температуры
Температуру нагрева жала паяльника определяют с помощью специальных измерителей, или, как их еще называют, паяльников-термометров. В основе этих устройств лежит термопара, которая отображает точное значение с погрешностью до нескольких градусов. На рынке есть много моделей, которые могут отображать температуру в градусах Цельсия или Фаренгейта. Почти все модели теперь имеют цифровую шкалу для отображения данных. Термопара со временем изнашивается и требует замены, но это позволяет работать с любым типом паяльника.
Датчик температуры паяльного жала
Помимо индивидуальных счетчиков, есть еще и встроенные варианты. Они входят прямо в паяльник, что очень удобно для работы одним инструментом. Это существенно влияет на стоимость изделия, зато проблем с частой заменой термопары не возникает. Еще один способ определения – использование мультиметра. Это очень распространенная методика, ведь такие приспособления всегда есть у специалистов по пайке. Точность определения значений зависит от конкретной модели.
Химические препараты для работы
В связи с тем, что жало паяльника чистое и сухое, а технология пайки предусматривает флюсы, требуется набор химических средств. Для качественной работы рекомендуется следующий перечень флюсов:
- Канифоль – универсальное и популярное вещество, без которого не начнет работать ни один припой. Приложение обязательно. Продается в сухом виде.
- Флюс ЛТИ-120 – химически активное вещество, в состав которого входит фосфорная кислота для удаления оксидов с металла. Принцип работы такой же, как и у обычной канифоли. Используется для работы с окисленным металлом. Нет необходимости смывать после завершения процесса.
- Флюс Ф-38М – активное кислотное вещество, которое необходимо смывать после работы. Используется для пайки нихрома, алюминия, нержавеющей стали. Промыт нежирным бензином.
- Припой кислотный, более дешевый вариант флюса Ф-38М. Применяется в исключительных случаях, так как имеет свойство разъедать металл. Помогает при пайке нержавеющей стали, бронзы, никеля, нихрома.
- Глицерин представляет собой маслянистую жидкость, не обладает окисляющими свойствами, безопасен, не портит продукты. Смыть чистой водой.
- Самодельный флюс – к 200 граммам изобутилового спирта добавляется 200 грамм этилового спирта, водка не подходит, так как содержит воду. К смеси спиртов добавляют 50 грамм глицерина и 100 грамм канифоли. Получается концентрированный раствор с неактивными свойствами, смывается водой.
- Индикатор потока TT плотность геля. Имеет пастообразную текстуру, не течет, не требует смывания. На этикетке рекомендация производителя: не смывать, защищает контакты от окисления.
Как правильно выбрать
Выбор припоя зависит от вида работ и назначения готового изделия, а также от условий, в которых изделие будет использоваться. Критерии, о которых следует знать перед выбором припоя для пайки:
- Тип паяльника.
- Размер провода. Диаметр варьируется от сантиметров или миллиметров, размер проволоки зависит от проводимой работы.
- Флюс очищает область пайки, что облегчает растекание припоя и, следовательно, идеальное паяное соединение. Флюс изменяет поверхностное натяжение, так как увеличивает адгезионные свойства паяного соединения.
- Перед покупкой необходимо знать, при какой температуре плавится припой. Составной. Споры о том, какой припой использовать для печатных плат, свинец или бессвинцовый, все еще продолжаются. Несмотря на споры, вызванные заботой об окружающей среде и здоровье, многие инженеры-электрики используют свинец.
Примечание! Срок годности и отраслевые рекомендации требуют, чтобы он был использован в течение трех лет с даты изготовления. Срок годности указан на продукте, его можно узнать в магазине при покупке. Если используется паяльная паста с истекшим сроком годности, на поверхности припоя может произойти окисление, что сделает соединение неэффективным.
Температура жала относительно используемого припоя
Рабочая температура паяльника для каждого процесса подбирается отдельно. При пайке однотипных контактов одним и тем же припоем допустимо использование одинаковых параметров инструмента. В других случаях вам, возможно, даже придется менять паяльник, чтобы приспособить его к нужным свойствам. Для работы с некоторыми припоями температура паяльника для пайки всегда должна быть немного выше температуры плавления припоя. Разница должна быть небольшой, всего 5-10 градусов. При современной технике таких показателей легко добиться при наличии регулятора тока и точного датчика тепла.
Расшифровка
- ПОС — оловянно-свинцовый припой;
- 61 — массовая доля олова в составе.
Классификация
В соответствии с ГОСТом существует следующее классификационное деление припоев по температуре их плавления:
- низкотемпературные, их еще называют мягкими. Температура плавления этих припоев не превышает 450 ℃. В свою очередь, эта категория делится на две подкатегории. Припои, плавящиеся при температурах до 145 ℃, называются сверхлегкоплавкими, плавящиеся в интервале от 145 до 450 ℃ — легкоплавкими;
- высокая температура или фиксированная. К ним относятся припои с температурой плавления выше 450℃. Этот класс сплавов включает три подкатегории. Среднеплавкими считаются те, которые плавятся при температуре до 1100 ℃, с температурой плавления от 1100 до 1850 ℃ называются тугоплавкими. Наполнители, используемые при пайке, имеющие еще более высокие температурные положения, являются тугоплавкими.
Таблица 1. Температура плавления припоя:
Качество припоя | Температура плавления, С° |
Слияние Вуда | 66-70 |
Сплав розового | 90-98 |
Точка пайки 52 | 120 |
Лот ПОСК 50-18 | 142-145 |
Лот ПОСВи 36-4 | 150-170 |
Лот ПОС-90 | 183-220 |
Лот ПОССУ 18-0,5 | 183-277 |
Лот ПОССУ 50-0,5 | 183-216 |
Лот ПОС-63 | 183 |
Лот ПОССУ 25-0,5 | 183-266 |
Лот ПОС-40 | 183-238 |
Лот ПОС-30 | 183-238 |
Лот ПОССУ 30-0,5 | 183-245 |
Лот ПОССУ 40-0,5 | 183-235 |
Лот ПОССУ 61-0,5 | 183-189 |
Лот ПОС-61 | 183-190 |
Лот ПОССУ-15-05 | 184-275 |
Лот ПОССУ-15-2 | 184-275 |
Лот ПОССУ-40-2 | 185-229 |
Лот ПОССУ 25-2 | 185-260 |
Лот ПОССУ-30-2 | 185-250 |
Лот ПОССУ-18-2 | 186-270 |
Лот ПОС-60 | 190 |
Припой ЦОП-30 | 200-315 |
Лот АВИА-1 | 200 |
Припой P200A | 220-225 |
Припой ПОС-10 | 220-225 |
Лот ПОС-50 | 222 |
Лот ПОВи 0,5 | 224-232 |
Припой ПОМ-1 | 230-240 |
Припой ПОМ-3 | 230-250 |
Припой ПОСу 95-5 (бессвинцовый) | 234-240 |
Лот ПОССУ-95-5 | 234-240 |
Лот ПОССУ-4-4 | 239-265 |
Лот ПОССУ-8-3 | 240-290 |
Лот ПОС-18 | 243-277 |
Лот ПОССУ-4-6 | 244-270 |
Лот P250A | 250-300 |
Лот АВИА-2 | 250 |
Лот ПОС-35 | 256 |
Лот ПОС-25 | 260 |
Лот ПОС-4 | 266 |
Лот ПОССУ-10-2 | 268-285 |
Лот ПОС-10 | 268-299 |
Лот ПОС-20 | 268-299 |
Лот ПОССУ-5-1 | 275-308 |
Шаг пайки класса А | 300-320 |
Лот 34А | 530-550 |
Лот 35А | 545 |
Лот П-81 | 630-660 |
Припой П-14К | 640-680 |
Лот П-14 | 640-680 |
Лот ПМФОЦр 6-4-0,03 | 640-680 |
Припой ПМФ-7 | 714-850 |
Припой ПМФ-9 | 750-800 |
Лот П-47 | 760-810 |
Припой ПМЦ-36 | 800-825 |
Паяльная сигнализация 211 | 800-890 |
Лот П 21 | 800-830 |
Лот L63 | 850-910 |
Паяльная таблетка L63 | 850-900 |
Припой ПМС-54 | 876-880 |
Припой ВПР-28 | 880-980 |
Лотерея P100M | 900-950 |
Лот ЛО 60-1 | 900 |
Лотерея P100 | 900-950 |
Лот ЛОК 59-1-0,3 | 900 |
Припой МНМц 68-4-2 | 915-970 |
Лот ЛНМц 49-9-0,2 | 920 |
Припой МНМц 9-23,5 | 925-950 |
Лот ЛК 62-0,5 | 960-1020 |
Лот ВПР-16 | 960-970 |
Припой ВПР-4 | 1000-1050 |
Припой ВПР-1 | 1080-1120 |
Лот ВПР-11-40Н | 11:00-11:20 |
Основная суть процесса пайки заключается в смачивании поверхностей соединяемых деталей расплавленным присадочным материалом, который сам не плавится. Исходя из этого, температура плавления припоев должна быть ниже соответствующего свойства припаиваемых металлов.
Применение в быту и на производстве
Помимо уникальных технических характеристик при высокой производительности, паяльник ПОС 61 имеет еще одно преимущество – доступную цену. Эти факторы обусловили распространение этого материала, который нашел множество применений, как в быту, так и в промышленности.
Среди радиолюбителей припой давно зарекомендовал себя как надежный помощник. Низкая температура плавления исключает возможность перегрева радиодеталей и элементов микросхем, что является решающим фактором при выборе подходящих расходных материалов.
На различных предприятиях ПОС 61 используется для пайки скруток медных проводов. В состав припоя входит медь, что благотворно влияет на интенсивность растворения проводов.
При заделке трещин в металлических емкостях в качестве рабочего инструмента используют газовую горелку. Расплавленный состав легко проникает во все щели и надежно герметизирует отверстия.
Характеристики ПОС-61
Припой представляет собой смесь олова, свинца и канифоли. Рынок предлагает припои для любого металла и его сплавов. Самый популярный сплав на основе олова. Температура плавления олова ПОС-60 232 градуса.
Характеристики припоя ПОС-61:
- Металлическое олово — 61%.
- Свинец — 38%.
- Канифоль — 1,0%.
Температура перехода в жидкое состояние 190 градусов.
Представляет собой трубку толщиной 2 мм, наполненную канифолью. Продается на вес. Упакованы вместе в рулон. К этикетке прилагается инструкция с маркировкой, в которой указаны диаметр трубы, процентное содержание компонентов и вес.
Подробнее: Как работает листогибочный станок
Паяние меди, стали и алюминия
Медь не требует особых условий, специального флюса и очень искусной паяльной машины. Медь хорошо нагревается благодаря высокой теплопроводности. Не образует плотной оксидной пленки, как алюминий под действием кислорода воздуха. Поверхность очищается от окиси без применения химических средств. Технологический процесс пайки следующий:
- аккуратно зачистите поверхность наждачной бумагой до легкого металлического блеска;
- место соединения деталей покрыть флюсом – кислотой для пайки цинком, хлором;
- выдерживает температуру пайки 200 градусов.
Пайка изделий из стали технологически проста. Для этого можно использовать даже легкоплавкие припои, такие как ПОС-61 или чистое олово. Для качественного соединения стальных деталей в одно целое место контакта рекомендуется залудить оловом.
Затем выполняется следующий перечень операций:
зачистить поверхность напильником или наждачной шкуркой;- применять хлорид цинка в качестве флюса;
- нагреть место пайки до температуры 200 градусов;
- наложить ПОС-61;
- нагреть паяльником до жидкого состояния олова.
Алюминий – это металл, который трудно паять. Умельцы пробуют пайку холодной пайкой. Это бредовая идея, алюминий таким методом не паяют.
Другой популярный способ — использовать олово в качестве припоя и машинное масло в качестве флюса.
Процесс следующий: поверхность тщательно очистить, слегка протереть ветошью с каплей масла, хорошо прогреть паяльником и нанести припой ПОС-60 с температурой плавления олова 230 градусов. Олово растекается тонкой пленкой и соединяется с металлом.
Разновидности
Припой ПОС 61 выпускается в нескольких вариантах, которые отличаются в основном внешним видом, но не составом. Следует различать наиболее важные варианты:
- В виде проволоки. Толщина материала от 1 до 7 мм с шагом 0,5 мм. Это один из самых практичных и распространенных вариантов, которые чаще всего используются. Проволока выпускается в бухтах и отлично плавится горелкой или паяльником.
Припой ПОС 61 в виде проволоки
- Припой ПОС 61 с канифолью в виде тубы. Стоит отметить, что это единственный вариант, где сразу идет припой ПОС 61 с канифолью 1 мм. Здесь это еловая смола, которая хорошо подходит для этого материала.
Припой ПОС 61 с канифолью
- Припой ПОС 61 стержень 8 мм или другого диаметра. Это небольшие длинные куски металла, которые удобно использовать в домашних условиях.
Припой ПОС 61 стержень 8 мм
- Припой оловянно-свинцовый безсурьмяного качества ПОС61 в виде ленты. Это относительно тонкие продукты, которые производятся в виде длинных продолговатых полос и не содержат каких-либо добавок.
Припой оловянно-свинцовый безсурьмяный марки ПОС61 в виде ленты
Мировые цены
Припой ПОС 61: температура плавления олова для пайки, состав и технические характеристики
Всем со школы известно, что олово с химическим символом «Sn» используется для пайки микросхем и других радиодеталей. Основное требование к этому сплаву — низкая температура плавления.
Это связано с тем, что в процессе должен расплавиться припой, а не соединяемая деталь.
Для этих целей вполне подходит чистое олово с температурой плавления 232 °С, но на практике чистое олово для пайки практически не используется, из-за дороговизны чаще применяют сплавы со свинцом и другими металлами.
Виды припоев ПОС
Для начала вспомним, какие бывают припои из сплавов оловянно-свинцовой группы. Наиболее популярны безсурьмяные припои ПОС-10, ПОС-40, ПОС-61 и ПОС-90. Припой ПОС, содержащий сурьму, называется ПОССУ. Сурьма в составе припоя придает ему несколько процентов прочности.
Когда мы говорим о плавлении смеси олова и свинца, мы должны помнить определения солидуса и ликвидуса. При нагревании смеси двух и более металлов плавление (переход из твердой фазы в жидкую) происходит в первую очередь из наиболее легкоплавких частиц. Эта температурная отметка называется солидусом сплава.
При дальнейшем повышении температуры начинают плавиться более тугоплавкие компоненты. Как только они тают, наступает точка ликвидуса. Припой POS теперь полностью расплавлен. Более подробно этот процесс поясняется картинкой, взятой из презентации о сплавах.
Между этими двумя точками находится состояние повышенной пластичности припоя. В этом состоянии припой может вытягиваться и деформироваться без потери целостности.
Существуют эвтектические сплавы — припои, где точки солидуса и ликвидуса совпадают. Это очень удобно при пайке и говорит о высоком качестве припоя.
Секреты выбора
Задача любого практикующего врача сделать прочное и надежное крепление радиодеталей к плате, поэтому выбор припоя осуществляется по следующим параметрам:
- Состав материалов, подлежащих пайке — здесь необходимо учитывать свойства материала, его способность к перегреву и многое другое.
- Тугоплавкие припои используются при пайке проводов или других крупных предметов.
- Иногда необходимо использовать припой, обладающий высокой способностью проводить электрический ток, необходимо помнить, что сопротивление олова намного меньше, чем свинца, поэтому для высокочастотной пайки плат применяют дорогие марки припоя.
В каждой конкретной ситуации мастер должен четко знать соответствие припоя и соединяемого изделия, чтобы выбрать оптимальный вариант качественной пайки.
Про состав припоя
Название припоя в оловянно-свинцовой группе указывает на содержание в нем олова. Например, ПОС-40 содержит 40 % олова, а ПОС-61 почти 61 %. Остальное состоит из свинца и других примесей.
По внешнему виду состав можно оценить на глаз. Если припой POS более тусклый и темный, в нем больше свинца. Если ярче и блестит, то больше жести. Это лучше всего известно в сравнении.
Посмотрите на картинку, как выглядят лист олова и лист свинца.
Прочность припоя зависит не только от сплава сплава, но и от припаиваемого металла. Например, для пайки меди или цинка в припой POS добавляют несколько процентов меди или цинка соответственно. Это уменьшает химическую эрозию металла и увеличивает поверхностную прочность соединения.
Легирование припоя
Для улучшения эксплуатационных характеристик припой сплава применяют со следующими веществами:
- Адгезия припоя улучшается за счет добавления меди, кадмия, сурьмы, алюминия, серебра и цинка;
- Пластичность припоя и стойкость к термоциклированию повышают добавки индия, серебра, марганца, висмута, лития;
- Никель, кобальт, цинк, кремний, бор, железо придают прочность припою;
- Никель и медь повышают коррозионную стойкость припоя;
- Жаростойкость повышают кремний, цирконий, вольфрам, ванадий, кобальт, ниобий, гафний.
Как правильно выбрать
Выбор припоя зависит от вида работ и назначения готового изделия, а также от условий, в которых изделие будет использоваться. Критерии, о которых следует знать перед выбором припоя для пайки:
- Тип паяльника.
- Размер провода. Диаметр варьируется от сантиметров или миллиметров, размер проволоки зависит от проводимой работы.
- Флюс очищает область пайки, что облегчает растекание припоя и, следовательно, идеальное паяное соединение. Флюс изменяет поверхностное натяжение, так как увеличивает адгезионные свойства паяного соединения.
- Перед покупкой необходимо знать, при какой температуре плавится припой. Составной. Споры о том, какой припой использовать для печатных плат, свинец или бессвинцовый, все еще продолжаются. Несмотря на споры, вызванные заботой об окружающей среде и здоровье, многие инженеры-электрики используют свинец.
Примечание! Срок годности и отраслевые рекомендации требуют, чтобы он был использован в течение трех лет с даты изготовления. Срок годности указан на продукте, его можно узнать в магазине при покупке. Если используется паяльная паста с истекшим сроком годности, на поверхности припоя может произойти окисление, что сделает соединение неэффективным.
Технические характеристики припоев ПОС и ПОССу
Чтобы не описывать все технические характеристики припоев оловянно-свинцовой группы, приведу лишь таблицу параметров. Его можно использовать для определения температуры плавления, плотности, удельного электрического сопротивления, теплопроводности, прочности на растяжение, удлинения, ударной вязкости и твердости по Бринеллю припоев.
Анализ таблицы показывает, что наиболее легкоплавким среди перечисленных является кадмий с характерной температурой плавления 145 градусов Цельсия. Наиболее прочным является припой для пайки ПОСу 4-6 с временным пределом прочности 6,5 кгс/кв.мм.
Разновидности
Классификация припоев достаточно сложна, ведь в каждой категории приходится учитывать большое количество различных параметров. Важен тип припоя, способ нагрева, есть давление в зазоре или нет, как кристаллизуется припой.
Но чаще всего разделение проводят по температуре расплавленного припоя. Различают низкотемпературный процесс (до 450 ℃) и высокотемпературный процесс (выше 450 ℃).
Низкотемпературная пайка чаще всего применяется в электронике, поскольку сама технология достаточно проста и экономична. При этом появляется возможность паять мелкие детали, что немаловажно для этой отрасли. Кроме того, этот метод можно использовать для соединения различных металлов и материалов.
Что касается высокотемпературной технологии, то на нее указывают высокие прочностные свойства соединения, такое соединение выдерживает даже ударные нагрузки и высокое давление.
В мелкосерийном производстве высокие температуры обеспечиваются газовыми горелками или индукционными токами средней или высокой частоты.
В классификации процесса пайки есть еще одно деление по типу припоя. Самый распространенный способ – использовать готовый припой.
Кстати, это не обязательно литые бруски, это может быть и специальная паста. Припой просто плавится и затекает в зазор между деталями. Здесь в игру вступает капиллярное действие. Силы поверхностного натяжения вынуждают расплавленный металл проникать во все поры и трещины деталей.
Вторая позиция в этом разделе — реактивная флюсовая операция, для которой используется цинксодержащий флюс. По сути, между нагретыми кромками металлических заготовок и флюсовым материалом происходит химическая реакция, конечным результатом которой является припой.
Технические характеристики припоя ПОС-10
Припой ПОС 10 имеет характерный химический состав. Он содержит 9-10% олова, ок. 89% свинца, 0,2% висмута, 0,1% сурьмы и другие незначительные примеси. Припой ПОС-10 применяется для пайки и лужения контактных поверхностей в электронике. Например, к ним припаяны реле и залиты контрольные штекеры в коробки радиоэлектроники.
Температура пайки ПОС-10 составляет 299 градусов Цельсия. Точка солидуса равна 268 градусам.
Преимущества припоя ПОС-10:
- высокая температура плавления полезна для пайки корпусов оборудования.
Недостатки припоя ПОС-10:
- низкая прочность и сопротивление разрыву ок. 3,2 кгс/кв.мм.;
- высокое удельное сопротивление — 0,2 Ом х кв.мм/м;
- высокое содержание свинца, опасного для здоровья.
Колофонская смола
Так называется всем известная канифоль — аморфное вещество с характерным изломом и стекловидным блеском стружки. Помимо природного свойства диэлектрика известны также следующие функции:
Основные свойства
В качестве материалов для пайки используются различные металлические сплавы. Однако есть составы, которые состоят исключительно из металла. Чтобы соединения были качественными, припой должен обладать определенными свойствами.
Все материалы должны обладать высокой смачиваемостью — явлением, при котором прочность связи между твердыми и жидкими веществами выше, чем у жидкости. При высоких значениях жидкость растекается по поверхности и заполняет мельчайшие полости. Если припой недостаточно смачивает металл, его нельзя использовать для пайки. Например, свинец не используется для работы с медью, иначе получится некачественная смесь.
Какой бы припой ни применялся, температура плавления должна быть ниже, чем у соединяемых элементов, но выше рабочих температур металла. Это нужно для того, чтобы последний не расплавился во время пайки.
Есть два предела температуры. Первый – это когда в процессе пайки начинают плавиться наиболее легкоплавкие элементы, второй – когда весь припой становится жидким. Интервал между этими показателями по-научному называется интервалом кристаллизации.
Если точка соединения находится в таком температурном диапазоне, пайка может быстро разрушиться даже от минимальной нагрузки. Это связано с тем, что соединение обладает высокой стойкостью и хрупкостью. Следует отметить: пока припой полностью не застыл, на него нельзя оказывать какое-либо влияние.
Страшная тайна припоя ПОС-60
Вот и пришло время раскрыть страшную тайну припоя ПОС 60. Согласно ГОСТ 21930-76 под названием «Припои оловянно-свинцовые в слитках. Технические условия» и ГОСТ 21930-76 «Припои оловянно-свинцовые в изделиях. Технические условия», такие припоя типа ПОС-60 просто не существует. Вы можете скачать и просмотреть сам ГОСТ 21930-76. Вот полная таблица из этого ГОСТа.
Так что «ПОС-60» — это жаргон или популярный термин для обозначения «припоя, который все используют для пайки». По-видимому, это связано с путаницей в обозначении ПОС-61. Потому что при содержании олова в припое по ГОСТу от 59 до 61% логичнее называть его ПОС-60, а не ПОС-61.
Среди припоев, выпускаемых по международным стандартам, есть припой Sn60Pb40. Это припой для пайки с 60% олова и 40% свинца. Его можно было бы назвать ПОС-60, если бы на него были разработаны хотя бы технические условия. Согласно международным данным, описывающим его свойства, температура плавления припоя 60/40 составляет 191 градус Цельсия.
Та же история с припоем типа ПОС-62. Такого свинцового припоя по ГОСТу еще не изобрели. Так что если меня спросят «какая температура плавления припоя ПОС-62», я знаю, что ответ с цифрой 184 градуса Цельсия надо искать в импортном каталоге припоев. Например, вы можете использовать Каталог припоев Kester.
Сортамент и размеры
1. Проводка:
2. Род:
3. Труба:
4. Размер ленты: