Припой для пайки

Оловянно-свинцовый припой

Автор: Игорь

Дата: 19.12.2018

3007

+Оглавление

Среди всех существующих сплавов для паяния широко распространен припой оловянно-свинцовый. Наиболее активно он применяется для пайки:

радиотехники, электроники;
систем автоматизации различного назначения;
изделий машиностроения и автомобилестроения;
лампового производства;
холодильных установок;
трубопроводов;
изделий электропромышленности;
поверхностей, подлежащих гальванизации;
обмотки электромашин.

Изготавливаются припои оловянно-свинцовые по ГОСТ 21931-76 и ГОСТ 21930-76. Эта категория припоев относится к «мягким» и маркируется аббревиатурой ПОС + дополнительные элементы и цифровой индекс, указывающий процентное содержание олова.

Особенности состава и применения

Важно! Содержание олова — вещества, определяющего основные характеристики, — можно определить визуально: чем его больше, тем сильнее выражен металлический блеск. При уменьшении этого элемента увеличивается процент свинца, который придает изделию сероватый с синим оттенком цвет.

Мягкий припой — это сплав двух металлов: олова и свинца, в некоторых случаях легируемых кадмием и сурьмой. Какой металл является основой мягких припоев ПОС, свойства какого элемента оказывают наибольшее влияние на характеристики?

Припой оловянно-свинцовый

Основные параметры ПОС зависят от содержания олова. С повышением или понижением его концентрации изменяется и температура плавления: максимальная — 450 °С, которая с увеличением процентного содержания олова снижается до 191 °С, а при легировании кадмием образуется самый низкотемпературный припой — до 145 °С.

ПОС подразделяются на несколько категорий. Более точная классификация — по химическому составу — указывает на наличие основных компонентов и легирующих добавок. Подразделяется на категории:

ПОС (оловянно-свинцовые Sn-Pb);
ПОССу (сурьмянистые);
ПОСК (оловянно-свинцово-кадмиевые);
бессвинцовые (могут легироваться кадмием, цинком, медью, серебром, алюминием).

По наличию сурьмы — элемента, который, находясь даже в сотых долях, увеличивает прочность швов, — маркируется «ПОССу + цифровой индекс». Здесь разделение происходит по количеству содержания вещества:

Малосурьмянистые — количество элемента измеряется в сотых долях, максимальное содержание 0,5 %.
Сурьмянистые — процентное содержание достигает 1,5-6 %.
Бессурьмянистые.

В зависимости от изделий, в которых изготавливаются припои оловянно-свинцовые, ГОСТ меняется:

чушки — ГОСТ 21930-76;
другие изделия (припои оловянно-свинцовые в прутках, проволоке) — ГОСТ 21931-76.

Классификация по «мягкости» — еще один критерий, по которому подразделяются сплавы. Он важен для соединений, которые подвергаются нагреву в процессе эксплуатации. Все виды и марки припоев используются для соединения изделий из меди и сплавов на ее основе, но этот перечень может быть увеличен за счет применения оцинкованного железа, белого цинка и лужения. Температура плавления оловянного припоя имеет особенность: нижняя граница плавления всех оловянных припоев — 183 °С, верхняя — определяется химическим составом.

Марка	% содержания элементов	Верхняя точка плавления, °С	Особенности применения
ПОС 10	Sn-10	299	Припои оловянно-свинцовые, температура плавления, самая высокая тугоплавкость и пластичность.
ПОС 20	Sn 20; Pb 80%	280	Высокая тугоплавкость.
ПОС 30	Sn-29-30; (Sb+As+Cu не больше 0,15%)	256-260	Высокая герметичность шва, мягкий в твердом состоянии, но t плавления выше 250 °С, что нужно учитывать при работе с мягкоплавкими и тонкими деталями. Доп. назначение: железо, лужение. Используется радиолюбителями.
ПОССу 30-2	Sn-29-31; Pb-67-71; Sb-1,5-2; Cu-0,08; As-0,02.	250	Доп. назначение: абразивная пайка, лужение, холодильное оборудование, автомобилестроение.
ПОС 35			Аналог ПОС 40/30. Доп. назначение: соединение гибких шлангов, белой жести.
ПОС 40	Sn 39-40; Pb-60; Sb-0,1; Cu-0,5;	247	Герметичный шов, малое переходное сопротивление, совместимость со всеми видами оборудования, промышленное применение. Используется для радиаторов, трубопроводов, электроаппаратуры.
ПОССу 40-2	Sn-39-41; Sb-1,5-2; Pb-58 . Допуск: Cu 0,08; Bi-0,2; As-0,02; Ni-0,08.	229	Особенности: плотность шва 9,2 г/см², работа с тонколистовым металлом, холодильными агрегатами.
ПОС 50	Sn-50.	209	Прочен на растяжение: 3,6 кгс/мм². Используется для широкого спектра работ.
ПОС 61 (М)	Sn-59-61, Pb-39.	183-190	Особенности: химическая чистота, использование спец оборудования. С индексом «М» — щадящее применение медных стержней паяльников. Назначение: медь, алюминий и их сплавы. Используется для проводов, микросхем, фольги, радио, электроаппаратуры.
ПОС 63	Sn-62,5-63,5+ Pb-37; Bi-0,1; Sb-0,05; (Ni;As;Fe;S ≤ 0,02% каждого)	183	Тонкие детали, групповая пайка деталей с протяжкой, соединение волной. Обладает низкой плотностью, пластичностью, коррозионной стойкостью, высокой текучестью. Используется для микросхем, плат, узлов высокочастотных и измерительных приборов.
ПОС-90	Sn-90 дополнительно: Cu-0,05; Sb-0,1; Bi-0,1; As-0,01.	220	Обладает высокими показателями по теплопроводности, пластичности, К-ударной вязкости и сопротивлению на разрыв. Используют для работы с медицинским инструментом, посудой, последующих гальванических работ.
ПОСу 95-5	Сурьма (Sb) 4-5 + Sn-95-96; допускается: Cu-0,05, Bi-0,1; по элементам: Fe, As, S, Ni — не выше 0,02; по Al, Zn — не выше 0,002.		Назначение: сталь, оцинкованное железо, нержавейка, медь и сплавы на ее основе, олово, свинец. Для соединения трубопроводов, деталей, работающих при повышенных t.

Характеристики

Мягкий припой представляет собой сплав с эвтектическими свойствами. Это уникальная структура, для которой температура кристаллизации и расплава находится в одной точке. Кроме того, температурный порог сплава плавления намного ниже, чем у самих элементов, которые его образуют. Структура состоит из 2 и более фаз (в зависимости от количества компонентов), одновременно закристаллизовавшихся. На базе 2-компонентной структуры Sn-Pb разработаны дополнительные марки с использованием кадмия, сурьмы. Они характеризуются особыми свойствами.

Свойства сплава и назначение определяются химическим составом. Оловянно-свинцовые припои относятся к группе низкотемпературных припоев или «мягких», работать с которыми можно при помощи паяльника. Высокое сцепление с холодной поверхностью обеспечивает использование флюсов или их заменителей: спиртовых настоек или канифоли.

Таблица свойств припоев на основе олова и свинца

Нередко в процессе работы нужно отсоединить соединенные элементы, и тогда возникает вопрос: чем растворить оловянно-свинцовый припой. Классические растворы соляной кислоты разрушительно воздействуют на медь, сталь и серебро. Наш рецепт подсмотрен на просторах интернета и абсолютно инертен при взаимодействии с вышеперечисленными элементами даже при нагревании. Соединяем, соблюдая очередность:

вода — 100 мл;
лимонная кислота — 6 г;
нитрат мочевины (ингибитор для меди, золота, серебра) — 9,6;
бензоевая кислота (ингибитор стали) — 0,062 г;
азотная кислота плотность 1,4 гр/см³ — 20 мл.

Разновидности и популярные производители

При выборе лучше останавливаться на фирменных производителях, которые могут предложить все марки оловянных припоев и отвечают за их качество:

г. Новосибирск, «Завод припоев».
г. Рязань, ТОО «Металлург-Техника».
г. Москва, ЗАО «Аларм».
г. Москва, «Московский завод по переработке цветных металлов».

Заключение

Поставляются припои оловянно-свинцовые в прутках ГОСТ 21931-76, а также проволоке, ленте, катушках. Возможные остаточные вещества могут менять технологические свойства, поэтому приобретать припои, особенно для ответственных деталей, нужно у фирменных производителей, работающих по ГОСТ.