Припои и флюсы

Припои и флюсы

Одним из основных элементов электромонтажных и радиомонтажных работ является пайка. Качество монтажа во многом определяется правильным выбором необходимых припоев и флюсов, применяемых при пайке проводов, сопротивлений, конденсаторов и т. п.

Для облегчения этого выбора ниже приводятся краткие сведения о твердых и легких припоях и флюсах, пользовании ими и их изготовлении.

Пайка представляет собой соединение твердых металлов при помощи расплавленного припоя, имеющего температуру плавления меньшую, чем температура плавления основного металла.

Припой должен хорошо растворять основной металл, легко растекаться по его поверхности, хорошо смачивать всю поверхность пайки, что обеспечивается лишь при полной чистоте смачиваемой поверхности основного металла.

Для удаления окислов и загрязнений с поверхности спаиваемого металла, защиты его от окисления и лучшего смачивания припоем служат химические вещества, называемые флюсами.

Температура плавления флюсов ниже, чем температура плавления припоя. Различают две группы флюсов: 1) химически активные, растворяющие пленки окиси, а часто и сам металл (соляная кислота, бура, хлористый аммоний, хлористый цинк) и 2) химически пассивные, защищающие лишь спаиваемые поверхности от окисления (канифоль, воск, стеарин и т. п.). .

В зависимости от химического состава и температуры плавления припоев различают пайку твердыми и мягкими припоями. К твердым относятся припои с температурой плавления выше 400°С, к легким — припои с температурой плавления до 400°С.

Основные материалы, применяемые для пайки.

Олово — мягкий, ковкий металл серебристо-белого цвета. Удельный вес при температуре 20°С — 7,31. Температура плавления 231,9°С. Хорошо растворяется в концентрированной соляной или серной кислоте. Сероводород на него почти не влияет. Ценным свойством олова является его устойчивость во многих органических кислотах. При комнатной температуре мало поддается окислению, но при воздействии температуры ниже 18°С способен переходить в серую модификацию (“оловянная чума”). В местах появления частиц серого олова происходит разрушение металла. Переход белого олова в серое резко ускоряется при понижении температуры до —50°С. Для пайки может применяться как в чистом виде, так и в виде сплавов с другими металлами.

Свинец — синевато-серый металл, мягкий, легко поддается обработке, режется ножом. Удельный вес при температуре 20°С 11,34. Температура плавления 327qC. На воздухе окисляется только с поверхности. В щелочах, а также в азотной и органических кислотах растворяется легко. Стоек против воздействий серной кислоты и сернокислых соединений. Применяется для изготовления припоев.

Кадмий — серебристо-белый металл, мягкий, пластичный, механически непрочный. Удельный вес 8,6. Температура плавления 321°С. Применяется как для антикоррозийных покрытий, так и в сплавах со свинцом, оловом, висмутом для легкоплавких припоев.

Сурьма — хрупкий серебристо-белый металл. Удельный вес 6,68. Температура плавления 630,5°С. На воздухе не окисляется. Применяется в сплавах со свинцом, оловом, висмутом, кадмием для легкоплавких припоев.

Висмут — хрупкий серебристо-серый металл. Удельный вес 9,82. Температура плавления 271°С. Растворяется в азотной и горячей серной кислотах. Применяется в сплавах с оловом, свинцом, кадмием для получения легкоплавких припоев.

Цинк — синевато-серый металл. В холодном состоянии хрупок. Удельный вес 7,1. Температура плавления 419°С. В сухом воздухе окисляется, во влажном воздухе покрывается пленкой окиси, которая предохраняет его от разрушения. В соединении с медью дает ряд прочных сплавов.. Легко растворяется в слабых кислотах. Применяется для изготовления твердых припоев и кислотных флюсов.

Медь — красноватый металл, тягучий и мягкий. Удельный вес 8,6 — 8,9. Температура плавления 1083 С. Растворяется в серной и азотной кислотах и в аммиаке. В сухом воздухе почти не поддается окислению, в сыром воздухе покрывается окисью зеленого цвета. Применяется для изготовления тугоплавких припоев и сплавов.

Канифоль —продукт переработки смолы хвойных деревьев Более светлые сорта канифоли (более тщательно очищенные) считаются лучшими. Температура размягчения канифоли от 55 до 83°С. Применяется как флюс для пайки мягкими припоями.

Пайка мягкими припоями получила широкое распространение, особенно при производстве монтажных работ. Наиболее часто применяемые мягкие припои содержат значительное количество олова. В табл. 1 приведены составы некоторых свинцово-оловянных припоев.

Химический состав в %

примесей не более

При выборе типа припоя необходимо учитывать его особенности и применять в зависимости от назначения спаиваемых деталей. При пайке деталей, не допускающих перегрева, используются припои, имеющие низкую температуру плавления.

Наибольшее применение находит припой марки ПОС-40. Он применяется при пайке соединительных проводов, сопротивлений, конденсаторов. Припой ПОС-30 используют для пайки экранирующих покрытий, латунных пластинок и других деталей. Наряду с примеиением стандартных марок находит применение и припой ПОС-60 (60% олова и 40% свинца).

Мягкие припои изготовляются в виде прутков, болванок, проволоки (диаметром до 3 мм) и трубок, наполненных флюсом. Технология указанных припоев без специальных примесей несложна и вполне осуществима в условиях мастерской: свинец расплавляют в графитовом или металлическом тигле и в него небольшими частями добавляют олово, содержание которого определяют в зависимости от марки припоя. Жидкий сплав перемешивают, снимают нагар с поверхности и расплавленный припой выливают в деревянные или стальные формочки. Добавление висмута, кадмия и других присадок не обязательно.

Для пайки различных деталей, не допускающих значительного перегрева, применяются особо легкоплавкие припои, которые получают добавлением в свинцово-оловянные припои висмута и кадмия или одного из этих металлов. В табл. 2 приведены составы некоторых легкоплавких припоев.

Химический состав в %

Температура плавления в °С

При использовании висмутовых и кадмиевых припоев следует учитывать, что они обладают большой хрупкостью и создают менее прочный спай, чем свинцово-оловянные.

Твердые припои создают высокую прочность шва. В электро-и радиомонтажных работах они используются значительно реже, чем мягкие припои. В табл. 3 приведены составы некоторых медно-цинковых припоев.

Химический состав в %

Температура плавления в о С

примесей не более

В зависимости от содержания цинка изменяется цвет припоя. Эти припои применяются для пайки бронзы, латуни, стали и других металлов, имеющих высокую температуру плавления. Припой ПМЦ-42 применяется при пайке латуни с содержанием 60—68% меди. Припой ПМЦ-52 применяется при пайке меди и бронзы. Медно-цинковые припои изготовляются путем сплавления меди и цинка в электропечах, в графитовом тигле. По мере расплавления меди в тигель добавляют цинк, после расплавления цинка добавляется около 0,05% фосфорной меди. Расплавленный припой разливается в формочки. Температура плавления припоя должна быть меньше температуры плавления припаиваемого металла. Кроме указанных медно-цинковых припоев, находят применение и серебряные припои. Составы последних приведены в табл. 4.

Химический состав в %

Температура плавления в о С

примеси не более

Ос т а л ь н о е

Серебряные припои обладают большой прочностью, спаянные ими швы хорошо изгибаются и легко обрабатываются. Припои ПСР-10 и ПСР-12 применяются для пайки латуни, содержащей не менее 58% меди, припои ПСР-25 и ПСР-45 — для пайки меди, бронзы и латуни, припой ПСР-70 с наиболее высоким содержанием серебра — для пайки волноводов, объемных контуров и т. п.

Кроме стандартных серебряных припоев, используются и другие, составы которых приведены в табл. 5.

Химический состав в %

Первый из них применяется для пайки меди, стали, никеля, второй, обладающий высокой проводимостью,— для пайки проводов; третий может применяться для пайки меди, но не пригоден для черных металлов; четвертый припой обладает особой легкоплавкостью, является универсальным для пайки меди, ее сплавов, никеля, стали.

В ряде случаев в качестве припоя используется технически чистая медь с температурой плавления 1083°С.

Припои для пайки алюминия.

Пайка алюминия вызывает большие затруднения вследствие его способности легко окисляться на воздухе. В последнее время находит применение пайка алюминия с помощью ультразвуковых паяльников. В табл. 6 приведены составы некоторых припоев для пайки алюминия.

Химический состав в %

Твердые припои с температурой плавления 525 о С

При пайке алюминия в качестве флюсов применяют органические вещества: канифоль, стеарин и т. п.

Последний припой (твердый) применяется со сложным флюсом, в состав которого входит: хлористый литий (25—30%), фтористый калий (8—12%), хлористый цинк (8—15%), хлористый калий (59—43%). Температура плавления флюса около 450°С.

От качества флюса во многом зависит хорошее смачивание припоем мест спайки и образование прочных швов. При температуре паяния флюс должен плавиться и растекаться равномерным слоем, в момент же пайки он должен всплывать на внешнюю поверхность припоя. Температура плавления флюса должна быть несколько “иже температуры плавления применяемого припоя.

Химически активные флюсы (кислотные)— это флюсы, имеющие в большинстве случаев в своем составе свободную соляную кислоту. Существенным недостатком кислотных флюсов является интенсивное образование коррозии паяных швов.

К химически активным флюсам прежде всего относится соляная кислота, которая употребляется для пайки стальных деталей мягкими припоями. Кислота, оставшаяся после пайки на поверхности металла, растворяет его и вызывает, появление коррозии. После пайки изделия необходимо промыть горячей проточной водой. Применение соляной кислоты при пайке радиоаппаратуры запрещается, так как во время эксплуатации возможно нарушение электрических контактов в местах пайки. Следует учитывать, что соляная кислота при попадании на тело вызывает ожоги.

Хлористый цинк (травленая кислота) в зависимости от условий пайки применяется в виде порошка или раствора. Используется для пайки латуни, меди и стали. Для приготовления флюса необходимо в свинцовой или стеклянной посуде растворить одну весовую часть цинка в пяти весовых частях 50-процентной соляной кислоты. Признаком образования хлористого цинка служит прекращение выделения пузырьков водорода. Из-за того, что в растворе всегда имеется небольшое количество свободной кислоты, в местах пайки возникает коррозия, поэтому после пайки место спая должно тщательно промываться в проточной горячей воде. Пайку с хлористым цинком в помещении, где находится радиоаппаратура, производить нельзя. Применять хлористый цинк для пайки электро и радиоаппаратуры также нельзя. Хранить хлористый цинк необходимо в стеклянной посуде с плотно закрытой стеклянной пробкой.

Бура (водная натриевая соль пироборной кислоты) применяется как флюс при пайке латунными и серебряными припоями. Легко растворяется в воде. При нагревании превращается в стекловидную массу. Температура плавления 741°С. Соли, образующиеся при пайке бурой, необходимо удалять механической зачисткой. Порошок буры следует хранить в герметически закрытых стеклянных банках.

Нашатырь (хлористый аммоний) применяется в виде порошка для очистки рабочей поверхности паяльника перед лужением.

Читайте также  Намотка тороидального трансформатора глазами практика. отделка и крепёж

Химически пассивные флюсы (бескислотные).

К бескислотным флюсам относятся различные органические вещества: канифоль, жиры, масла и глицерин. Наиболее широко в электро- и радиомонтажных работах применяется канифоль (в сухом виде или раствор ее в спирте). Самое ценное свойство канифоли, как флюса, заключается в том, что ее остатки после пайки не вызывают коррозии металлов. Канифоль не обладает ни восстанавливающими, ни растворяющими свойствами. Она служит исключительно для предохранения места пайки от окисления. Для приготовления спирто-во-канифольного флюса берется одна весовая часть толченой канифоли, которая растворяется в шести весовых частях спирта. После полного растворения канифоли флюс считается готовым. При применении канифоли места пайки должны быть тщательно очищены от окислов. Часто для пайки с канифолью детали следует предварительно облуживать.

Стеарин не вызывает коррозии. Используется для пайки с особо мягкими припоями свинцовых оболочек кабелей, муфт и др. Температура плавления около 50°С.

В последнее время широкое применение получила группа флюсов ЛТИ, применяемых для пайки металлов мягкими припоями. По своим антикоррозийным свойствам флюсы ЛТИ не уступают бескислотным, но в то же время с ними можно паять металлы, которые раньше не поддавались пайке, например детали с гальваническими покрытиями. Флюсы ЛТИ могут применяться также для пайки железа и его сплавов (включая нержавеющую сталь), меди и ее сплавов и металлов с высоким удельным сопротивлением (см. табл. 7).

Припои и флюсы

  • Главная
  • Общие сведения
  • Теоретические основы
  • Методические основы
  • Приложения
  • КИМы
  • Список литературы
  • Поиск
  • Введение
  • 1 Общие сведения об электроматериалах
    • 1.2 Особенности строения твердых тел
    • 1.3 Элементы зонной теории твердого тела
  • 2 Проводниковые материалы
    • 2.1 Виды электропроводности проводниковых материалов
    • 2.2 Основные свойства металлических проводников
    • 2.3 Металлы высокой проводимости
    • 2.4 Тугоплавкие металлы
    • 2.5 Благородные металлы
    • 2.6 Коррозионно-стойкие металлы
    • 2.7 Некоторые другие металлы
    • 2.8 Сплавы высокого сопротивления
    • 2.9 Сплавы для термопар
    • 2.10 Тензометрические сплавы
    • 2.11 Контактные материалы
    • 2.12 Припои и флюсы
    • 2.13 Неметаллические проводящие материалы
  • 3 Полупроводниковые материалы
    • 3.1 Электропроводность полупроводников
    • 3.2 Влияние внешних факторов на электропроводность полупроводников
    • 3.3 Термоэлектрические и электротермические эффекты в полупроводниках
    • 3.4 Гальваномагнитные эффекты в полупроводниках
    • 3.5 Оптические и фотоэлектрические эффекты в полупроводниках
    • 3.6 Электрические переходы
    • 3.7 Основные полупроводниковые материалы
  • 4 Диэлектрические материалы
    • 4.1 Поляризация диэлектриков
      • 4.1.1 Полярные и неполярные диэлектрики
      • 4.1.2 Механизмы поляризации
      • 4.1.3 Влияние различных факторов на относительную диэлектрическую проницаемость
    • 4.2 Электропроводность диэлектриков
      • 4.2.1 Электропроводность твердых диэлектриков
      • 4.2.2 Электропроводность жидких диэлектриков
      • 4.2.3 Электропроводность газов
    • 4.3 Диэлектрические потери
      • 4.3.1 Потери на электропроводность
      • 4.3.2 Релаксационные потери
      • 4.3.3 Резонансные потери
      • 4.3.4 Миграционные и ионизационные потери (потери от неоднородности структуры)
    • 4.4 Пробой диэлектриков
      • 4.4.1 Пробой газов
      • 4.4.2 Пробой жидкостей
      • 4.4.3 Пробой твердых диэлектриков
    • 4.5 Основные диэлектрические материалы
      • 4.5.1 Газообразные диэлектрики
      • 4.5.2 Жидкие диэлектрики
      • 4.5.3 Твердые диэлектрики
    • 4.6 Активные диэлектрики
      • 4.6.1 Сегнетоэлектрики
      • 4.6.2 Пьезоэлектрики
      • 4.6.3 Пироэлектрики
      • 4.6.4 Электреты
      • 4.6.5 Жидкие кристаллы
  • 5 Магнитные материалы
    • 5.1 Общие сведения о магнитных свойствах вещества
    • 5.2 Классификация веществ по магнитным свойствам
    • 5.3 Физическая сущность ферромагнетизма
      • 5.3.1 Доменное строение как основа ферромагнетизма
      • 5.3.2 Намагничивание ферромагнетиков
    • 5.4 Структура ферромагнетиков
    • 5.5 Основные свойства ферромагнетиков
      • 5.5.1 Магнитострикция и магнитоупругость
      • 5.5.2 Влияние температуры на магнитные свойства
      • 5.5.3 Магнитные потери
    • 5.6 Основные магнитные материалы и их использование
      • 5.6.1 Постоянные магниты
      • 5.6.2 Пермаллои
  • 6 Основные компоненты радиоэлектроаппаратуры
    • 6.1 Общие сведения о компонентах радиоэлектроаппаратуры
    • 6.2 Резисторы: классификация, основные параметры
      • 6.2.1 Классификация резисторов
      • 6.2.2 Основные параметры и свойства резисторов
      • 6.2.3 Основные виды проводящих элементов резисторов
      • 6.2.4 Магниторезисторы
      • 6.2.5 Фоторезисторы
    • 6.3 Конденсаторы
      • 6.3.1 Классификация конденсаторов
      • 6.3.2 Основные характеристики конденсаторов
      • 6.3.3 Нелинейные конденсаторы
    • 6.4 Полупроводниковые диоды
      • 6.4.1 Общие сведения и основные параметры
      • 6.4.2 Классификация диодов
      • 6.4.3 Условное графическое обозначение диодов в схемах
      • 6.4.4 Надежность и причины отказов полупроводниковых диодов
  • 7 Датчики физических величин на основе электроматериалов
    • 7.1 Краткие сведения о датчиках
    • 7.2 Термоэлектрический эффект Зеебека
    • 7.3 Электротермический эффект Пельтье
    • 7.4 Эффект Холла
    • 7.5 Магниторезистивный эффект (эффект Гаусса)
    • 7.6 Магнитоупругий эффект
    • 7.7 Фотоэффект
    • 7.8 Терморезистивный эффект
    • 7.9 Тензорезистивный эффект
    • 7.10 Пьезоэлектрический эффект
    • 7.11 Пироэлектрический эффект

2.12 Припои и флюсы

Припои – это специальные сплавы, применяемые при пайке. Пайкой называется процесс соединения материалов в твердом состоянии путем введения в зазор легкоплавкого металла – припоя, взаимодействующего с основными материалами и образующего жидкую металлическую прослойку, кристаллизация которой приводит к образованию паяного шва. Пайку осуществляют или с целью создания механически прочного (иногда герметичного) шва, или получения постоянного электрического контакта с малым переходным сопротивлением. При пайке места соединения и припой нагревают. Так как припой имеет температуру плавления значительно ниже, чем соединяемые металлы, то он плавится, а основные металлы остаются твердыми. На границе соприкосновения расплавленного припоя и твердого металла происходят сложные физико-химические процессы (рисунок 2.18).

а) б) в)

Рисунок 2.18 – Основные стадии образования паяного соединения (стрелки показывают направление потоков теплоты)

После нагрева соединяемых деталей до температуры плавления припоя (а) и его расплавления (б) происходит смачивание, растекание и заполнение капиллярного зазора жидким припоем (в), затем растворение основного металла в жидком припое и взаимная диффузия компонентов основного металла и припоя (г), в результате чего образуется промежуточная прослойка, которая после застывания и кристаллизации паяного шва (д) соединяет детали в одно целое. Практически все перечисленные стадии процесса пайки перекрываются, и окончание одной стадии трудно отделить от начала другой. Кроме того, эти стадии сопровождаются рядом других процессов (восстановление или разрушение пленки окислов, поглощение и выделение газов соединяемыми материалами и припоем, отжиг и рекристаллизация материала соединяемых деталей, химическое взаимодействие материалов с окружающей средой, возникновение или снятие внутренних напряжений в деталях и т. д.).

Припои делятся на две группы: мягкие – с температурой плавления до 400 o С и твердые – с температурой плавления свыше 500 o С. Припои этих двух групп существенно различаются по механическим свойствам: мягкие припои имеют предел прочности при растяжении на выше
50 – 70 МПа, а твердые – до 500 МПа.

Выбор типа припоя зависит от рода спаиваемых металлов или сплавов, требуемой механической прочности, коррозионной стойкости, стоимости и (при пайке токоведущих частей) удельной электрической проводимости припоя.

Название припоя, как правило, определяется металлами, входящими в него в наибольших количествах. Название припоев, содержащих драгоценные или редкие материалы даже в небольших количествах, происходят от этих металлов. В условных обозначениях марок припоев первая буква П означает «припой», а затем идут сокращенное наименование основных компонентов и их количество в процентах. Используются следующие сокращения: олово – О; сурьма – Су; свинец – С; алюминий – А; серебро – Ср и т.д. Например, ПОС-61 – припой оловянно-свинцовый, содержит 61% олова, остальное – свинец; ПМЦ-36 – припой медно-цинковый, содержит 36% меди, остальное – цинк; ПСр-50 – припой серебряный, содержит 50% серебра.

Мягкими в основном являются припои оловянно-свинцовые с содержанием олова от 18 (ПОС-18) до 90% (ПОС-90). Удельная проводимость этих припоев составляет 9 – 13% от проводимости чистой меди, а ТКl=(26–27)*10 -6 К -1 . Существуют также мягкие припои с добавками алюминия, серебра. Еще меньшую температуру плавления имеют припои, в состав которых входят висмут и кадмий. Их применяют в тех случаях, когда требуется пониженная температура пайки, а механическая прочность не очень существенна. Сплав Вуда (50% Bi; 25% Pb; 12,5% Sn; 12,5% Cd) имеет температуру плавления всего 60,5 o С.

Наиболее распространенные твердые припои – медно-цинковые (ПМЦ) и серебряные (ПСр).

В электровакуумной технике для вводов, вплавляемых в стекло и работающих при сравнительно низких температурах, не требуются очень тугоплавкие и дорогие металлы (вольфрам, молибден, платина и т.п.). В этом случае наиболее существенной характеристикой является ТКl припоя, который для получения вакуум-плотного входа должен соответствовать ТКl стекла. Примерами таких припоев являются ковар и платинит.

Ковар (марка 29НК) , применяемый для впаивания элементов в твердые стекла, имеет следующий примерный состав: Ni – 29%; Co – 18%; Fe — остальное. Его ρ составляет 0,49 мкОм*м,
а ТКl – (4 – 5)*10 -6 К -1 .

Платинит представляет собой биметаллическую проволоку с сердечником из никелевой стали марки Н42 (массовое содержание никеля 42 – 44%) и наружным слоем из меди марки МО (массовая доля меди в проволоке составляет 25 – 30%). Название «платинит» объясняется тем, что ТКl этой проволоки близок к значению ТКl платины.

Флюсы являются вспомогательными материалами для пайки и сварки. Их назначение:

1) растворять и удалять окислы и загрязнения с поверхности спаиваемых металлов;

2) защищать в процессе пайки поверхность металла, а также расплавленный припой от окисления;

3) уменьшать поверхностное натяжение расплавленного припоя;

4) улучшать растекаемость припоя и смачиваемость соединяемых им поверхностей.

По действию, оказываемому на припаиваемый металл, флюсы делятся на несколько групп.

Активные (кислотные) флюсы приготавливают на основе активных веществ – соляной кислоты, хлористых и фтористых соединений металлов и т.д. Эти флюсы интенсивно растворяют оксидные пленки на поверхности металла, благодаря чему обеспечивается хорошая адгезия и высокая механическая прочность спая. Но остаток флюса после пайки вызывает интенсивную коррозию спая и основного металла. Поэтому эти флюсы применяют только в том случае, когда возможна тщательная промывка и полное удаление остатков флюса. При монтажной пайке радиоаппаратуры использование активных флюсов недопустимо.

Бескислотные флюсы – это канифоль и флюсы, приготовляемые на ее основе с добавлением неактивных веществ (спирта, канифоли).

Активированные флюсы изготавливают на основе канифоли с добавкой активаторов – небольших количеств солянокислого или фосфорнокислого анилина, салициловой кислоты и т.п. Высокая активность некоторых активированных флюсов позволяет производить пайку без предварительного удаления окислов после обезжиривания.

Антикоррозионные флюсы изготавливают на основе фосфорной кислоты с добавлением различных органических соединений и растворителей, а также флюсы на основе органических кислот (например, флюс ВТС). Остатки этих флюсов не вызывают коррозии.

© ФГБОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет»
Редакционно-издательский центр
Отдел допечатной подготовки и программно-методического обеспечения
Уфа 2014

Какой флюс и припой лучший для пайки электроники

Для соединения металлов существуют много различных способов, это и сварка электрическим током, который плавит металл и резьбовые/клепочные соединения и конечно же пайка. В отличие от контактного соединения (разъёмы и колодки) пайка обеспечивает более долговечное и что самое важное электропроницаемое соединение, что способствовало ее применению в электронике.

Читайте также  Cхема управления лампой дневного света мощностью до 26 ватт

Для любой пайки металлов нужно два элемента ПРИПОЙ и ФЛЮС. В редких случаях, когда пайка производится однородных и чистых от оксидный пленки металлов применяют исключительно припой, но в большинстве случаев добавляют еще и флюс, который выступает дезинфектором поверхности перед нанесением припоя

ПРИПОЙ

Припой может быть флюсованый и офлюсованый , где отличие одного от другого расположение флюса, как правило для высокотемпературной пайки МАПП газом припои офлюсованые т.е. снаружи идет флюс, а припой внутри. Для низкотемпературной пайки припой идет со флюсом внутри и называется флюсованым.

Температура плавления олова 231 °C, а температура плавления свинца 327,5°C но если их смешать то температура плавления будет ниже

ПОС-15 — 280 °C. (15% олова, 85% свинца)
ПОС-25 — 260 °C.
ПОС-33 — 247 °C.
ПОС-40 — 238 °C
ПОС-61 — 183 °C
ПОС-90 — 220 °C (90% олова, 10% свинца)

Как мы поняли оптимальное содержание свинца и олова 39 на 61, хотя многие иностранные припои купленные на аллиэкспресс и других сайтах имеют соотношение 63 на 37.

Оценка припоя на качество

Основных оценок припоя две, это текучесть, т.е. насколько хорошо припой растекается по поверхности контакта и структура поверхности после пайки (матовая или блестящая). Считается что чем легче растекается припой и чем блестящей его поверхность после пайки, тем лучше его качество. Так же встречаются припои которые после пайки на своей поверхности оставляют бугры и неровности, что считается недопустимым, так же как и трещины после остывания

Что лучше ПОС 40 или ПОС 61

Если изогнуть эти два припоя то ПОС 40 будет гнуться без хруста, в то время как пос 60 грустить при изгибании, это и говорит о недостатки одного и преимуществах другого, ведь именно гибкость и пластичность очень часто нужна в радиомонтаже, так же встречается и вибрационные нагрузки, которые естественно лучше выдерживает ПОС 40, но при его применение поднимается температура, а следовательно возрастает риск перегрева радиокомпонентов или дорожек

Сплав розе

Олово 25 Свинец 25 Висмут 50
Температура плавления 95%

В отличие от справа ВУДА обладающего теми же параметрами менее тактичный, так как не содержит кадмий

Для пайки не применяется, так как материал более хрупкий по сравнению с ПОС 61 припоем, но лудить можно в воде, где поднимают температуру кипения добавлением глицерина (кипение 290 градусов), чтобы не было испарение воды и металлы не попадали вместе с паром в легкие человека

Так же при лужении в раствор воды и глицерина можно добавлять лимонную кислоту, что увеличивает качество, так как раствор становится флюсом. Процентное соотношение 1 грамм лимонной кислоты на 100 грамм раствора

Безсвинцовые припои

В последнее время все больше и больше трубиться тема экологии, если ты не сделал экономичную шубу или электрокар ты плохой и не нужно покупать товар у тебя больше. Не важно, что для производства электрокара урон экологии идет такой же если не больше, но на начальном этапе производства батарей и их утилизации в дальнейшем. Да сам процесс безопасен для экологии по сравнению с бензиновыми двигателями, но это лишь иллюзия если считать со стадии производства до стадии утилизации.

Экологичный вопрос терзает и производителей электроники, которые стали убирать из состава своих припоев свинец, на мой субъективный взгляд это приводит к более сложному ремонту и одноразовости техники.

Какой диаметр припоя купить?

Основным правилом в выборе диаметра припоя считается объем пайки, если Вы используете припой для пайки силовых установок с толстыми проводниками, то Вам необходим припой с диаметром 1.5 мм или даже 3 мм, а иногда и все 10 мм. Если же Вы паяете исключительно «тонкую» электронику, микроконтроллеры и симисторы в малых корпусах, то Вам достаточно диаметра в 1 мм. Некоторые предпочитают не увлекаться с количеством припоя, так как его излишек, так же не считается нормой и используют диаметры в 0.5 мм

ФЛЮСЫ

Второй элемент любой качественной пайки является флюс, который может быть в двух состояниях жидкий и твердый. Под твердыми флюсами мы понимаем классическую канифоль, а под жидкими ЛТИ или раствор глицерина

Отмывочный и безотмывочный

Профессиональные мастера по ремонту электроники очень чистоплотны, ведь после их работы не должно остаться ни единого следа, тем более на плате не должно оставаться следов флюса. В зависимости от агрессивности флюса он может хорошо работать в процессе пайки, но и так же хорошо разрушать проводник после пайки и через 2-3 года после ремонта техника может вернуться обратно в ремонт, изрядно подмочив репутацию мастера. Поэтому большинство мастер предпочитают всегда отмывать плату от флюса.

Канифоль

Канифоль применяется для пайки/лужения меди и ее сплавов, а так же стали и цинка, но она не применятся для пайки алюминия и алюминиевых сплавов, для их необходим свой флюс по алюминию

Сама по себе канифоль является диэлектриком, но по мимо этого она очень хорошо впитывает влагу из атмосферы, поэтому возникает коррозия соединения и места пайки, а так же усиливает вероятность токов утечки, которые приводят к сбоям в работе

Глицерин

Глицерин это органическое вещество относящееся к спиртам, но в отличие от своих младших братьев метанола (один атом углерода) и этиленглюколя (два атома углерода) не токсичен и имеет сладковатый вкус. По мимо применения в пайки радиокомпонентов глицерин применяется и в популярный на текущий момент у молодежи, электронных сигаретах, а в прошлом глицерин применялся для производства динамита

По мимо глицерина часто применяют такие вещества как вазелин или паяльный жир, но по сравнению с флюсом ТАГС на основе глицерина они уступают в спектре применения, ведь ТАГС подходит для пайки как меди, так и стали, никеля и сплавов меди (латунь и бронза)

ЛТИ-120

По своей сути флюс ЛТИ состоит из канифоли, растворенной в спирту и добавлены активаторы, которые позволяют паять комфортно не только медь, но и латунь с бронзой. В отличие от глицерина флюс ЛТИ хуже справляется со сталью, но окислительный процесс у него ниже чем у глицерина, хотя так же как и глицерин требует тщательной отмывки изопропиловым спиртом

Удачи в ремонте!

Припои и флюсы

В ремонте электроники необходимо иметь не только паяльное оборудование в виде паяльника или паяльной станции, но так же необходимы припои и всевозможные флюсы, как отмывочные, так и безотмывочные. При этом припои тоже деляться по содержанию свинца и олова в своем сплаве и в зависимости от этих пропо.

Марки мягких припоев и флюсов
для пайки паяльником

Для пайки паяльником применяется припой, а чтобы припой хорошо растекался по поверхности соединяемых пайкой деталей, используют вещество, которое называется флюс. В зависимости от металла деталей и их размеров, крепости и герметичности пайки необходимо выбирать определенную марку припоя и флюса. Информация в таблицах поможет Вам подобрать необходимый припой и флюс для пайки.

Марки мягких припоев для пайки паяльником

Основным компонентом при пайке электрическим паяльником является оловянно-свинцовый припой. Он выпускается в виде проволоки или трубки разных диаметров. Трубчатый припой внутри заполняется канифолью. Такой припой очень удобен при работе, так как не требует дополнительного брать на жало паяльника флюс.

Припой представляет собой сплав легкоплавких металлов. Как правило, в состав припоя входит олово. Можно паять и чистым оловом, но оно дорогое и поэтому в олово добавляют дешевый свинец. Олово является экологически чистым металлом и его можно применять в качестве припоя для пайки в чистом виде пищевой посуды и медицинских инструментов. Если согнуть или сжать трубочку из чистого олова, то она хрустит. Чем больше в составе припоя свинца, тем темнее поверхность припоя.

Припои маркируются буквами и цифрами. Например ПОС-61, что обозначает П – припой, О – оловянный, С – свинцовый, 61 – % содержания олова. ПОС-61 является самым распространенным, так как подходит для пайки в большинстве случаев. В народе ПОС-61 часто называют третник , так как в его составе третья часть свинца (Pb).

Припои бывают мягкие и твердые. Температура плавления мягких припоев ниже 450˚С. Твердые припои плавятся при нагреве свыше 450˚С и для пайки электрическим паяльником не используются.

Основные технические характеристики мягких припоев
для пайки электрическим паяльником

Марка припоя Состав
% от общей массы
Температура плавления
˚С
Прочность
при растяжении кг/мм
Область применения
Сплав Вуда Олово — 12,5
Свинец — 25
Висмут — 50
Кадмий — 12,5
68,5 Для пайки и лужения деталей, чувствительных к перегреву, для изготовления предохранителей, токсичен
Сплав
д Арсе
Олово — 6,9
Свинец — 45,1
Висмут — 45,3
79 Для пайки и лужения деталей, чувствительных к перегреву, для изготовления предохранителей
ПОСВ-50
Сплав Розе
Олово — 25
Свинец — 25
Висмут — 50
94 Для пайки и лужения деталей, чувствительных к перегреву
ПОСВ-33 Олово — 33,4
Свинец — 33,3
Висмут — 33,3
130 Для пайки деталей из меди, латуни, константана с герметичным швом
ПОС-61 (третник) Олово — 61
Свинец — 39
190 4,3 Для пайки и лужения токоведущих частей из меди, латуни и бронзы с герметичным швом
ПОС-61М Олово — 61
Свинец — 37
Медь — 2
192 4,5 Для лужения и пайки тонких медных проводов и печатных проводников
ПОС-90 Олово — 90
Свинец — 10
220 4,9 Для лужения и пайки посуды для пищи и медицинских инструментов
ПОС-40 Олово — 40
Свинец — 60
238 3,8 Для лужения и пайки контактных поверхностей в радиоаппаратуре и деталей из оцинкованной стали
ПОС-30 Олово — 30
Свинец — 70
266 3,2 Для лужения и пайки деталей из меди, ее сплавов и стали
ПОС-10 Олово — 10
Свинец — 90
299 3,2 Для лужения и пайки контактных поверхностей в радиоаппаратуре
Авиа — 1 Олово — 55
Цинк — 25
Кадмий — 20
200 Для пайки тонкостенных деталей из алюминия и его сплавов, токсичен
Авиа — 2 Олово — 40
Цинк — 25
Кадмий — 20
Алюминий — 15
250 Для пайки тонкостенных деталей из алюминия и его сплавов, токсичен
Читайте также  Мощный преобразователь напряжения для автомобильного усилителя

Удельное электрическое сопротивление оловянно-свинцового припоя (проводимость) составляет 0,1-0,2 Ом/метр, алюминия 0,0271, а меди 0,0175. Как видите, припой проводит ток в десять раз хуже, чем медь или алюминий.

Наиболее распространенным припоем является ПОС-61, его еще называют третник. Он отлично подходит для пайки и лужения токоведущих частей из меди, латуни и бронзы с герметичным швом и не дорогой. Подходит практически для всех случаев пайки в быту.

Флюс для пайки паяльником

Флюс это вспомогательное вещество, необходимое для освобождения поверхностей спаиваемых деталей от окислов и лучшему растеканию припоя по поверхности металла при пайке. Без применения флюса выполнить паяльником качественную пайку практически не возможно.

При приготовлении наиболее популярных флюсов для пайки электрическим паяльником, применяется канифоль. Ее получают из древесины деревьев хвойных пород, в основном сосны. При температуре около 50°С канифоль размягчается, а при 250°С начинает кипеть.

Канифоль не устойчива к воздействию атмосферной влаги – гидролизуется. Она состоит на 85-90% из абиетиновой кислоты. Если не удалить остатки канифоли после пайки то происходит окисление места пайки. Многие этого не знают и считают, что канифоль для металла безвредна. Кроме того, впитывая воду из атмосферы, канифоль увеличивает свою проводимость и может нарушать работу электронных устройств, особенно высоковольтных их цепей.

Популярные флюсы для пайки электрическим паяльником

Наименование флюса Состав
% от общего объема
Область применения флюса Способ приготовления флюса Удаление остатков флюса
Канифольные не активные флюсы
Канифоль светлая Канифоль светлая — 100 Пайка меди и ее сплавов легкоплавкими припоями Готов к использованию Спиртом или ацетоном, кистью
Спирто-канифольный Канифоль — 20
Спирт — 80
Пайка меди и ее сплавов легкоплавкими припоями в труднодоступных местах Растворить в этиловом спирте порошок канифоли
Глицерино-канифольный Канифоль — 6
Глицерин -14
Спирт — 80
Герметичная пайка меди и ее сплавов легкоплавкими припоями в труднодоступных местах Растворить в этиловом спирте порошок канифоли, затем добавить глицерин
Канифольные активные флюсы
Канифольный хлористо-цинковый Канифоль — 24
Хлористый цинк — 1
Спирт — 75
Пайка цветных и драгоценных металлов, ответственных деталей из чёрных металлов Растворить в этиловом спирте смешанные порошки канифоли и хлористого цинка Ацетоном, кистью
Канифольный хлористо-цинковый
(флюс паста)
Канифоль — 16
Хлористый цинк — 4
Вазелин — 80
Пайка повышенной прочности цветных и драгоценных металлов, ответственных деталей из чёрных металлов Смешать порошки канифоли и хлористого цинка с техническим вазелином
Кислотные активные флюсы.
Хлористо-цинковый Хлористый цинк — 25
Соляная кислота — 1
Вода — 75
Пайка деталей из чёрных и цветных металлов Кислоту медленно вливают в посуду до ¾ ее высоты с кусочками цинка, когда перестанут выделения пузырьки водорода, флюс готов Промывка водой или раствором питьевой соды в воде, кистью
Канифоль — 16
Хлористый цинк — 4
Вазелин — 80
Флюс паста. Пайка повышенной прочности цветных и драгоценных металлов, ответственных деталей из чёрных металлов Смешать порошки канифоли и хлористого цинка с техническим вазелином
Канифоль — 24
Хлористый цинк — 1
Спирт — 75
Пайка цветных и драгоценных металлов, ответственных деталей из чёрных металлов Растворить в этиловом спирте смешанные порошки канифоли и хлористого цинка
ФИМ Ортофосфорная кислота (плотность 1,7) — 16
Спирит этиловый — 1,6
Вода — остальное
Пайка меди, серебра, константана, платины, нержавеющей стали, черных и других металлов Кислоту медленно вливают в посуду и затем добавляют спирт Промывка водой, кистью

Флюс на основе спирта и растворителей требуется хранить в герметичной таре, иначе жидкость быстро испарится. Очень удобна для этих целей бутылочка от маникюрного лака. Всегда и кисточка под рукой, которой удобно наносить флюс на место пайки. Такую бутылочку практически в любом доме можно найти. Еще ее достоинство, кисточка и закрутка не растворяются спиртом и растворителем. Перед наполнением флюсом обязательно нужно тщательно вымыть бутылочку и кисточку от лака. Если лак сильно застыл, то налить ацетона и оставить. Через время лак растворится.

В бутылочке я и приготавливаю спирто-канифольный флюс. Сначала через воронку из бумаги насыпаю порошок канифоли и затем заливаю спиртом. Легко налить спирт в узкое горлышко бутылочки, если прикоснуться горлышком бутылки со спиртом к кисточке, предварительно смоченной в спирте. Лить нужно очень медленно и ни одной капли не прольете. Со временем спирт испаряется и флюс становится густым. Тогда нужно его разбавить спиртом до требуемой консистенции.

В качестве флюса я часто использую не документированный флюс аспирин (ацетил салициловая кислота), который применяют в качестве лекарства. С помощью его, можно без предварительной подготовки, залудить медные и стальные поверхности. На основе аспирина легко готовится и жидкий флюс для пайки паяльником, достаточно таблетку растворить в небольшом количестве спирта, ацетона или воды.

Паяльные пасты (тиноль) для пайки

Паяльная паста (тиноль) представляет собой композицию из припоя и флюса. Паста не заменима при пайке паяльником в труднодоступных местах, и при монтаже бескорпусных радиодеталей. Паста наносится лопаткой в нужном количестве на место пайки и затем прогревается электрическим паяльником. Получается красивая и качественная пайка. Особенно удобно ее применение при отсутствии опыта работы с паяльником.

Пасту можно изготовить самостоятельно. Для этого нужно выбрать марку припоя, подходящего для пайки требуемого металла. Далее напильником с крупной насечкой напилить из прутка опилок. Затем в подобранный из таблицы жидкий флюс для пайки добавлять, перемешивая опилки до получения состава пастообразного состояния. Хранить пасту нужно в герметичной упаковке. Срок хранения пасты не более полгода, так как опилки припоя со временем окисляются.

Припои и флюсы

Оловянно-свинцовый припой — легкоплавкий сплав на основе олова и свинца. Паяные соединения, полученные с помощью оловянно-свинцового припоя, отличаются высокой прочностью и коррозийной стойкостью. Однако, в силу высокого содержания свинца, оловянно-свинцовый припой нельзя использовать для пайки питьевых систем водоснабжения.

В пищевой промышленности использовать оловянно-свинцовый припой нельзя. Бессвинцовый припой был изобретен как безвредный аналог оловянно-свинцовому припою. Бессвинцовые припои идеальны для монтажа медных и нержавеющих труб, применяемых в системах питьевого водоснабжения благодаря отсутствию в составе вредного свинца, а наличие серебра в бессвинцовых припоях повышает его текучесть и, как следствие, надежность и пластичность паяного соединения.

Медно-фосфорный припой — медный сплав для пайки меди, латуни и бронзы с добавлением фосфора и серебра, массовой долей до 18%. Данные припои отличаются высокой текучестью, смачиваемостью и отсутствием так называемого «искрения» при пайке. Фосфор в медно-фосфорном припое необходим для снижения его температуры плавления и для предотвращения термического повреждения спаиваемых соединений. Наличие серебра в медно-фосфорных припоях повышает его текучесть и, как следствие, надежность и пластичность паяного соединения.

Серебряный припой — сплав, основной легирующей добавкой которого является серебро. Благодаря высокому содержанию серебра, серебряный припой находит применение на самых ответственных соединениях, а также соединениях разнородных металлов. Применение этих припоев обусловлено в первую очередь широким распространением соединений сталь-медь в холодильной и климатической технике. Специально для производителей холодильной техники, а также для монтажных и ремонтных организаций была разработана линейка припоев, отличающаяся широким содержанием серебра от 20 до 45%. Последние призваны обеспечить дополнительную гарантию качества полученного соединения.

Алюминиевый припой — сплав на основе алюминия и кремния, применяемый для пайки алюминиевых радиаторов и теплообменников. Припои для алюминия бывают как офлюсованными, так и без флюса. Состав флюса варьируется в зависимости от химического состава припоя. Свойства самих алюминиевых припоев также меняются в зависимости от технических задач заказчика. Пайка алюминия может быть выполнена как горелкой, так и в печи (специальные припои в виде паст). Разнообразие физических свойств припоев для пайки алюминия позволяет применять их как для пайки с небольшим зазором (соединения типа труба в трубе), так и для заделки больших отверстий в алюминиевых деталях. На сегодняшний день, лучшими припоями для пайки алюминия являются алюминиевый припой Castolin 192 FBK и припой для пайки алюминия с медью Castolin 1827. Во всем мире этот припой применяется для пайки алюминия в промышленности, автомобилестроении, судостроении, для ремонта радиаторов и систем кондиционирования.

Латунный, или как его еще называют, медно-цинковый припой используется для сварки и пайки во многих отраслях промышленности. Его невысокая стоимость и отличные механические качества позволяют использовать этот припой для пайки никеля, меди, бронзы, стали, чугуна и латуни. Латунный припой характеризуются тем, что получаемая прочность соединений сопоставима с прочностью соединений, получаемых при сварке. Температура плавления латунных припоев относительно высока (870-920 С), однако значительно ниже чем температура при сварке. Латунные припои можно подразделить на припои для пайки стали, припои для пайки оцинкованной стали и припои для пайки чугуна. Каждый из припоев может поставляться как с флюсовой оболочкой, так и неофлюсованным. Латунный припой для пайки стали и оцинковки содержит серебро для улучшения капиллярных свойств. Латунный припой Castolin 18 XFC для пайки оцинкованной стали отлично зарекомендовал себя на практике, обеспечивая полную сохранность цинкового покрытия и высокую прочность паяного соединения.

Для пайки твердых сплавов, карбидов и алмазных сегментов разработана специальная система припоев c высоким содержанием серебра — 49% и более — которая, благодаря различным коэффициентам теплового расширения может компенсировать возникающие внутренние напряжения. Для ответственных соединений, предъявляющих особо высокие требования к прочности на срез, мы рекомендуем использовать только оригинальные припои проверенных производителей.

Флюс и флюс-паста — специальные материалы для пайки, позволяющие нейтрализовать оксидный слой, препятствующий соединению материалов. В основе любого флюса лежит кислота, флюс-паста также содержит в своем составе частицы припоя, что обеспечивает предварительное лужение соединяемых деталей.