Андрей Смирнов
Время чтения: ~14 мин.
Просмотров: 0

Припой пос-40

Технические характеристики припоев ПОС и ПОССу

Чтобы не расписывать все технические характеристики припоев оловянно-свинцовой группы, просто приведу таблицу параметров. По ней можно определить температуру плавления, плотность, удельное электросопротивление, теплопроводность, временное сопротивление разрыву, относительное удлинение, ударную вязкость и твердость по Бринеллю припоев.

Анализ таблицы показывает, что самым легкоплавким среди списка является кадмиевый с характеристикой по температуре плавления 145 градусов Цельсия. Самым прочным является припой для пайки ПОССу 4-6 с временным сопротивлением разрыву 6,5 кгс/кв. мм.

Низкотемпературные припои

Среди припоев существуют и такие, которые предназначены специально для пайки компонентов очень чувствительных к перегреву. Самым «высокотемпературным» среди низкотемпературных является ПОСК-50-18. Он имеет температуру плавления 142–1450C. В своём составе ПОСК-50-% олова и 18% кадмия. Остальные 32% приходится на свинец. Наличие в сплаве кадмия усиливает устойчивость к коррозии, но и придаёт ему токсичность.

Далее по убыванию температуры плавления идёт сплав РОЗЕ (Sn 25%, Pb 25%, Bi 50%). Маркируется как ПОСВ-50. Температура его плавления ниже температуры кипения воды и составляет 90 – 940C. Он предназначен для пайки меди и латуни. В составе сплава РОЗЕ олово занимает 25%, свинец – 25%, висмут – 50%. Процентное соотношение металлов в сплаве может немного отличаться. Обычно указывается в графе «Состав» на упаковке.

Этот сплав очень популярен у радиомехаников и вообще у всех электронщиков. Применяют его для демонтажа/монтажа чувствительных к перегреву элементов. Кроме всего прочего, данный сплав идеально подходит для лужения медных дорожек только что изготовленной печатной платы.

Находит применение в плавких защитных предохранителях, которые можно обнаружить в любой радиоаппаратуре.

Ещё более низкотемпературным является сплав ВУДА (Sn 10%, Pb 40%, Bi 40%, Cd 10%). Его температура плавления 65 – 720C. Так как в сплаве ВУДА присутствует кадмий (10%), то он токсичен, в отличие от сплава РОЗЕ.

Стоит отметить, что сплавы РОЗЕ и ВУДА достаточно дороги.

Область применения

ПОС 40 применяется при проведении низкотемпературной пайки с непосредственным применением припоя. Она является более экономичной, по сравнению  с высокотемпературной или композиционной. Обеспечивает достаточно надёжное и долговечное соединение.

Данная присадка применяется для решения следующих задач:

  • термического соединения металлических деталей, в основном латуни, жести;
  • соединения элементов электрической и радиоэлектронной аппаратуры, не имеющей высоких термических показателей;
  • устранение трещих и пробоев в медных и оцинкованных ёмкостях, которые не будут подвергаться нагреву.

Сварка припоем ПОС 40

Широкое применение он получил на предприятиях электрической и радиоэлектронной промышленности для закрепления деталей на печатных платах, аппаратурных корпусах. Он позволяет обеспечить надёжное соединение и прекрасную электропроводность. С его помощью осуществляют пайку и лужение выводов деталей (резисторов, конденсаторов, ножек микросхем и транзисторов), соединительных проводов. Производят пайку медных жил многожильных проводов и кабелей. Облуживают медные наконечники и припаивают к оболочке кабеля (стальной или свинцовой). Не смотря на различие металлов соединение получается достаточно прочным.

Он позволяет осуществлять герметизацию швов в различных сосудах и устранения герметичности в трубопроводах по которым проходят не реактивные жидкости. Благодаря своей невысокой температуре плавления он широко применяется для лужения участков металла, который необходимо подготовить для последующей пайки. Наличие в составе присадки только олова и свинца позволяет после остывания получить надёжное соединение. Для пайки изделий из латуни, железа или меди применяют именно прутки диаметров 8 миллиметров.

Технологически процесс лужения и последующей пайки не вызывает трудностей и не отличается от технологий работы с другими припоями. Для получения качественного соединения целесообразно провести подготовительные работы. Они заключаются в обезжиривании поверхности пайки и предварительному лужению. Паяльник или паяльная станция выбирается таким образом, чтобы можно было обеспечить температуру плавления припоя. То есть температура плавления припоя должна быть ниже температуры плавления спаеваемых деталей, иначе произойдет не спайка, а полная диффузия. В этом случае не удастся получить надёжного соединения. Для припоя ПОС 40 также необходимо учитывать температуру солидуса (точка плавления самого легкоплавкого компонента присадки) и температуру так называемого ликвидуса (наименьшая температура при которой припой становиться жидким – для ПОС 40 это 238 °С).

Этой температуры достаточно для полного расплавления присадки, хорошего прогрева металлической детали и обеспечения надёжного соединения за счёт присущей текучести и прекрасной смачиваемости.

Кроме нагревательных аппаратов, для обеспечения качественной пайки необходимо подобрать флюс для ПОС 40. При выборе флюса следует учитывать следующие параметры совместимости: вид флюса, температурный интервал пайки, агрессивности и агрегатному состоянию. На практике с ПОС 40 применяют два вида флюса: активные или пассивные. Первый вид позволяет удалять с поверхности металла любые окислы. Это происходит за счёт их растворения. Однако растворяется и поверхностный слой самого металла. Такими флюсами является соляная кислота, хлористый цинк и хлористый аммоний. Пассивные флюсы лишены этого недостатка. С их помощью только защищают место будущей пайки от возможной коррозии. Яркими представителями этого класса является хорошо известные воск и канифоль.

Технические характеристики

Изготовление припоя марки ПОС 60 осуществляется в соответствии с ГОСТом под номером 21931-76. Он определяет состав данного материала, основными компонентами которого являются олово со свинцом. Припой этой марки достаточно универсален и может быть задействован при работе с заготовками, выполненными из самых различных металлов, включая цинк, медь, латунь и многие другие. Он активно используется в радиотехнической отрасли, при паянии контактов и соединении проводов, ремонте труб, скреплении листового металла. Невысокая температура плавления дает возможность применять припой не только в роли присадочного материала, но и выполнять операции по лужению.

Характерным отличием от тех марок припоев, в составе которых присутствует больший процент свинца, является наличие среди компонентов ПОС 60 сурьмы

Важное достоинство данного материала – наличие у него способности к образованию герметичных швов. Соблюдение всех технологических норм при использовании ПОС 60 гарантирует отсутствие какого-либо брака и высокое качество получаемых соединений

В домашних условиях данный припой особенно популярен при паянии труб и всевозможных емкостей, используемых для жидкостей. ПОС 60 расплавляется при температуре менее 200 градусов по Цельсию, что дает возможность с его помощью выполнять процедуры по паянию металлов, на свойства которых значительно воздействует температура. Он обеспечивает безопасную пайку контактов, минимизируя вероятность возникновения каких-либо осложнений. Припой может быть использован вместо сварки для скрепления друг с другом листов металла, когда в силу определенных причин задействование сварочного аппарата не представляется возможным.

Наибольшим минусом легкоплавкости ПОС 60 является то, что эксплуатация деталей, соединенных с его помощью в условиях высоких температур является ограниченной. То есть, в случае повышения температуры швы, сформированные данным припоем, попросту расплавятся. Если же эксплуатация изделий происходит исключительно в условиях стандартных температур, то ПОС 60 вполне справляется с задачей обеспечения качественной и надежной фиксации. При этом швы также можно подвергать определенным механическим нагрузкам, хоть и не очень значительным.

Состав паяльных сплавов

Физико-механические свойства плавящихся присадочных материалов, в частности, температура их плавления, определяются содержанием компонентов, входящих в их состав.

Обычно такие сплавы состоят из нескольких химических элементов, но название композиций определяется по тому элементу, который является основным и превосходит все остальные по содержанию. Например, припои на основе олова называют оловянными.

Существует большое семейство припоев, содержащих значительные удельные доли свинца и олова. Такие паяльные сплавы принято называть оловянно-свинцовыми.

Для них принято буквенное обозначение ПОС, после которого следует цифра, показывающая процентное содержание олова в составе этого припоя.

Таблица 2. Химический состав припоев:

Марка припоя

Химический состав, %

Олово

Сурьма

Медь

Цинк

Свинец

Алюминий

ПОС-40

39…41

_

_

Остальное

ПОССу40-0,5

39…41

0,05.-0,5

ПОССу40-2

39…41

1.5…2

ПОССуЗО-О.5

29 31

0,05-0,5

—»—

ПОССуЗО-2

29…31

1,5-2

—»—

А

38,6…42,1

1,5-2

56…59

ЦО-12

ЦА-15

Компоненты, входящие в состав припоя, оказывают воздействие на физические качества сплава, образуя нечто новое, не присущее каждому из компонентов в отдельности.

При этом наибольшее влияние на результирующие свойства припоя (такие, как температура его плавления) оказывает элемент, имеющий наибольший удельный вес в сплаве.

Так, паяльные сплавы на основе такого легкоплавкого металла, как олово, относятся к низкотемпературным или мягким. Этим подчёркивается связь температуры плавления металла с его механической твёрдостью.

То есть, металлы, которые плавятся при более низкой температуре, являются более мягкими.

Существует множество припоев, которые создаются на основе меди, алюминия, цинка, серебра, золота, платины. Высокотемпературная пайка осуществляется сплавами, в состав которых входят титан, цирконий, молибден и другие металлы.

Это интересно: Виды антикоррозийных покрытий для изделий из металла

Сарафанное радио тетушки Розы

В общем, мнения об удобности в применении сплава Розе, которые в огромном количестве можно прочитать на радиофорумах, сводятся к двум вариантам – одни используют его в своей практике лужения и пайки и естественно рекомендуют его, другие же попробовали, что-то не вышло, пришлось отказаться от применения и поэтому естественно не рекомендуют. Есть и те, кому просто интересно по какой-то причине попробовать – они задают вопросы. А так как сообщество радиолюбителей постоянно пополняется новичками (с распространением разного рода гаджетов – потребность в таких людях растет) – будет продолжаться и обмен мнениями. Удивительно, что все это общение строиться на обсуждении всего двух характеристик сплава Розе, как представителя группы оловянно-свинцовых легкоплавких сплавов – низкой температуры плавления и хрупкости в твердом состоянии. Тем более, что покупка сплава не составляет проблем. Выпускается он в виде гранул, прутков или слитков серебристого цвета и продается в любых магазинах вместе с радиодеталями.

Как выбрать припой

Основной задачей перед мастером стоит создание качественного, надежного крепления, которое прослужит продолжительное время. Выбор припоя происходит по следующим параметрам:

  • Материалы, которые подвергаются обработке. Необходимо точно ознакомиться с характеристиками материалов, подвергаемых спайке. Существует температурный порог плавления хрупких элементов, транзисторов, конденсаторов и т.д. Радиолюбителями применяются легкоплавкие вещества.
  • Состав припоя подбирается по параметрам толщины, назначения изделия. При спайке проводов, других крупных элементов, возможно применение тугоплавких элементов.
  • Некоторые случаи требуют выбора оптимальной токопроводности. Сопротивление олова меньше, чем свинца, на высокочастотных платах используется более дорогие марки припоя.

В любой ситуации, необходимо щепетильно относиться к соответствию параметров пайки и изделия. Для спайки используются качественные изделия, цена на них не высока, а выбор на рынке огромен.

Припои для пайки. Твердые и мягкие припои.

Припои бывают двух видов: твердый и мягкий. У мягкого припоя температура плавления до 400 ºС, а у твердого температура плавления выше 400 ºС.

Какие же отличаются у этих припоев кроме температурных режимов?

По физическому характеру твердые припои ничем не отличаются от мягких. Различия есть по химическому составу, прочности соединения и термоустойчивости.

По прочности соединения мягкие припои уступают твердым. Твердые припои выдерживают более высокие нагрузки чем мягкие. Прочность при растяжении твердых припоев составляет 100-500 МПа, а у мягких – 16-100 МПа. В свою очередь мягкие припои отличаются простотой процесса пайки. Для их разогрева подойдут обычные, удобные паяльники, с температурой плавления от 183 °C, чем не могут похвастаться твердые припои. Из-за своих высоких температур плавления приходится использовать более дорогие и неудобные паяльники. Чем больше содержание олова в мягкой смеси, тем меньше температура плавления припоя.

ПОС 90 — от 183°C до 220°C

ПОС 61 — от 183°C до 190°C

ПОС 40 — от 183°C до 238°C

ПОС 10 — от 268°C до 299°C

К мягким припоям относят:

Сурьмянистые припои (ПОССу) – используют для пайки оцинкованных изделий;

Оловянно-свинцово-кадмиевые (ПОСК) – используют для пайки чувствительных к перегреву деталей;

Оловянно-цинковые (ОЦ) – используют для пайки алюминия:

Бессвинцовые – обладает высокой электропроводностью и используют для пайки радиоэлектронной аппаратуры.

Твердые припои используют для пайки металлорежущих инструментов, систем трубопроводов, работающих под высоким давлением, в автомобилестроении, судостроении, тонкостенных деталей и т.д. Твердые припои играют огромную роль в промышленности. Без них был бы невозможен мелкий ремонт или изготовление различных металлических деталей.

Твердые припои подойдут для пайки медных, латунных, нержавеющих сплавов.

К твердым припоям относят:

Медно-цинковые (ПМЦ) – используются для пайки деталей с высокими внутренними давлениями. Ими паяют медь, латунь, бронзу.

Серебряные (ПСр) – данные припои подойдут для пайки черных и цветных металлов.

Медно-фосфорные (ПМФ) – используют для пайки деталей из меди и ее сплавов. Пайка такими припоями возможна без использования флюсов.

Таблица 3.

Физико-механические свойства припоев.

Маркаприпояt, оСP, г/см3ρ, Ом мм2/мλ, ккал/см с градσ, кгс/мм2Относительное удлинение, %КС, кгс/см2Твердость по Бриннелю
СолидусЛиквидус
ПОС 901832207,60,1200,1304,9404,215,4
ПОС 611831908,50,1390,1204,3463,914,0
ПОС 401832389,30,1590,1003,9524,012,5
ПОС 1026829910,80,2000,0843,2443,212,5
ПОС 61М1831928,50,1430,1174,5401,114,9
ПОСК 50-181421458,80,1330,1304,0404,914,0
ПОССу 61-0,51831898,50,1400,1204,5353,713,5
ПОССу 50-0,51832168,90,1490,1123,8624,413,2
ПОССу 40-0,51832359,30,1690,1004,0504,013,0
ПОССу 35-0,51832459,50,1720,1003,8473,913,3
ПОССу 30-0,51832558,70,1790,0903,6453,913,2
ПОССу 25-0,518326610,00,1820,0903,6453,913,6
ПОССу 18-0,518327710,20,1980,0843,6503,6
ПОСу 95-52342407,30,1450,1104,0465,518,0
ПОССу 40-21852299,20,1720,1004,3482,814,2
ПОССу 35-21852439,40,1790,0904,0402,6
ПОССу 30-21852509,60,1820,0904,0402,5
ПОССу 25-21852609,80,1850,0903,8352,4
ПОССу 18-218627010,10,2060,0813,6351,911,7
ПОССу 15-218427510,30,2080,0803,6351,912,0
ПОССу 10-226828510,70,2080,0803,5301,910,8
ПОССу 8-324029010,50,2070,0814,0431.712,8
ПОССу 5-127530811,20,2000,0843,3402,810,7
ПОССу 4-624427010,70,2080,0806,5150,817,3

t – Температура плавления, оС;

P — Плотность, г/см3;

ρ — Удельное электросопротивление Ом мм2/м;

λ — Теплопроводность, ккал/см с град;

σ — Временное сопротивление разрыву, кгс/мм2;

КС — Ударная вязкость, кгс/см2.

Виды припоев ПОС

Для начала вспомним, какие бывают припои из сплавов оловянно-свинцовой группы. Самые популярные — это бессурьмянистые припои ПОС-10, ПОС-40, ПОС-61 и ПОС-90. Припой ПОС с содержанием сурьмы называется ПОССУ. Сурьма в составе припоя добавляет ему несколько процентов по прочности.

Когда мы говорим про плавление смеси олова и свинца, нужно помнить про определения солидуса и ликвидуса. При нагревании любой смеси двух и более металлов происходит сначала расплавление (преобразование из твердой в жидкую фазу) самых легкоплавных частиц. Эта температурная отметка называется солидусом сплава.

При дальнейшем росте температуры начинают плавиться более тугоплавкие компоненты. Как только они расплавятся, наступает точка ликвидуса. Теперь припой ПОС полностью расплавлен. Подробнее этот процесс поясняет картинка, выдранная из презентации на тему сплавов.

Между этими двумя точками находится состояние повышенной пластичности припоя. В этом состоянии припой можно тянуть и деформировать без потери целостности.

Существуют эвтектические сплавы — припои, у которых точка солидуса и ликвидуса совпадает. Это очень удобно при пайке и говорит о высоком качестве припоя.

Это интересно: Припой для пайки меди газовой горелкой — твердые, мягкие, с серебром

Применение в быту и на производстве

Безсурьмянистые припои с низким содержанием олова нашли свое применение в области низкотемпературной пайки. Эта технология отличается более экономной себестоимостью производственного процесса, при высоких качественных характеристиках.

ПОС 40 применяют при следующих работах:

  • Создание неразъемных соединений металлических деталей.
  • Ремонт радиоэлектроники и прочих изделий, которые плохо переносят высокотемпературное воздействие.
  • Устранение дефектов в сосудах и емкостях, которые эксплуатируются без давления и не подвергаются воздействию высоких температур.

На предприятиях серийного производства рассматриваемый материал используют при сборке электронных схем, печатных плат и прочих управляющих устройств. После кристаллизации припой демонстрирует высокие показатели электрической проводимости, что является основным критерием подбора, поскольку данные элементы в процессе эксплуатации не подвергаются ударам, вибрации и иным механическим воздействиям. Таким образом, ПОС 40 отлично зарекомендовал себя в качестве средства соединения различных полупроводников.

Другая область применения припоя – герметизация различных металлических сосудов и емкостей. Низкая температура изменения агрегатного состояния позволяет использовать состав в качестве средства для лужения металла.

Особенности работы с припоем не имеют отличий от использования прочих составов свинцово-оловянной группы. Обрабатываемая поверхность должна пройти подготовительную обработку – это залог качественного соединения. Главное условий пайки – температура плавления базовой поверхности должна быть ниже температуры припоя. Для припоя ПОС 40 температура полного расплавления материала составляет 238 Сº. Этого достаточно для получения качественного соединения за счет высоких эксплуатационных параметров.

Помимо высокого качества соединения, несомненным преимуществом припоя является простота использования. Для работы подойдет любой паяльный аппарат, включая приборы бытового назначения.

Технические характеристики подразумевают использование всех видов флюса. Активные составы, такие как соляная кислота, хлорид цинка или хлористый аммоний, эффективно очищают обрабатываемые заготовки от следов коррозии.

Их применение требует осторожности – чрезмерное воздействие на заготовку приводит к удалению поверхностного слоя материала. Нейтральные флюсы предупреждают негативные процессы, поэтому их использование лишено риска повреждения поверхности металла

Технология создания серебряного припоя в домашних условиях

При создании припоя своими руками потребуется сначала расплавить серебро и другие компоненты, а потом отлить получившийся расплав в специальную емкость — ингус.

Процесс начинают с подготовительной фазы. На дно плавильной ложки кладут картонный квадратик, на нем размещают лист таким образом, чтобы его края обернулись вокруг краев ложки. Это делается для ускорения процесса расплавления.

Нарезание серебряного припоя

С применением ювелирных или лабораторных весов навешивается шихта, ее делят на порции по 18-20 г. На одну порцию берут 6 г серебра 875 пробы и 40% чистого металла. Из смеси посредством сильного магнита удаляют железную пыль.

Далее следует добавить мелко нарезанную медь. Ее берут из расчета 1 часть меди на 3 части серебряной смеси. Флюсом будет служить порошок буры, его добавляют 10% от общего объема.

Следующий этап — плавление. Следует зажечь горелку и отрегулировать режим горения. Плавильную ложку помещают в верхнюю, самую горячую часть пламени горелки. Шихта начинает плавиться и скапливаться на дне плавильной ложки.

Как только вся шихта расплавилась, можно приступать к завершающему этапу — отливке.

Ложку снимают с огня и без малейшего промедления, не давая расплавленному металлу остыть, единым плавным движением выливают ложку в ингус. Ингус охлаждают струей воды. После того, как отливка окончательно остыла, и процессы кристаллизации завершились, ее извлекают из ингуса, перевернув его и постучав при необходимости.

При самостоятельном изготовлении припоя следует соблюдать следующие меры предосторожности:

  • Проводить работы в хорошо проветриваемом помещении.
  • Использовать средства индивидуальной защиты: очки или прозрачный щиток, защитные перчатки из спилковой кожи или брезента.
  • Проводить работы на огнеупорном основании.
  • Сразу по окончании нагрева и отливки выключить горелку.
  • Не оставлять оборудование без присмотра.

Приготовление серебряного припоя своими руками работа не слишком сложная, но требующая сосредоточенности и определенного навыка.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Степан Волков
Наш эксперт
Написано статей
141
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации