Зачем олово при пайке

Техника пайки

Пайка — это соединение металлов с помощью другого, более легкоплавкого металла. В электронике, как правило, используют припой, содержащий 60% олова и 40% свинца. Этот сплав плавится уже при 180 °C. Современные припои, используемые при пайке электронных схем, выпускаются в виде тонких трубочек, заполненных специальной смолой (колофонием), выполняющей функции флюса. Нагретый припой создает внутреннее соединение с такими металлами, как медь, латунь, серебро и т.д., если выполнены следующие условия:

• Поверхности подлежащих пайке деталей должны быть зачищены, то есть с них необходимо удалить образовавшиеся с течением времени пленки окислов.
• Деталь в месте пайки необходимо нагреть до температуры, превышающей температуру плавления припоя. Определенные трудности при этом возникают в случае болших поверхностей с хорошей теплопроводностью, поскольку мощности паяльника может не хватить для ее нагрева.
• Во время процесса пайки место пайки необходимо защитить от воздействия кислорода воздуха. Эту задачу выполняет флюс (колофоний), образующий защитную пленку над метом пайки. Флюс содержится в припое в виде тонкого сердечника. При расплавлении припоя он распределяется по поверхности жидкого металла.

Лужение — процесс покрытия металлических поверхностей оловом или специальным сплавом на оловянной основе (полудой). Лужение производится для защиты металла от коррозии или для подготовки к пайке (лужёная поверхность лучше смачивается припоем).

Применение свинцово-оловянных припоев только тогда может дать хорошие результаты, когда работающий правильно представляет процесс пайки и знает основные правила работы.

В зависимости от назначения спаиваемых деталей или изделий швы пайки подразделяются на :

• прочные швы (должны выдерживать механические нагрузки);
• плотные швы (не должны пропускать жидкостей или газов, находящихся под слабым давлением);
• прочные и плотные швы (должны выдерживать давление жидкостей и газов, находящихся под большим давлением).

Припой в процессе паяния в результате смачивания образует с поверхностью спаиваемой детали зону промежуточного сплава, причем качество пайки в таком случае при наличии чистых металлических поверхностей будет зависеть от скорости растворения данного металла в припое: чем скорость растворения больше, тем качество пайки лучше. Иначе говоря, качество паяния зависит от скорости диффузии.

Увеличению степени диффузии способствуют:

наличие чистых металлических поверхностей спаиваемых деталей. При окисленной поверхности степень диффузии припоя значительно уменьшается или полностью отсутствует;

предотвращение окисления расплавленного припоя в процессе пайки, для чего применяются соответствующие паяльные флюсы;

пайка при температуре, близкой к температуре плавления спаиваемой детали;

медленное охлаждение после пайки (в горячем песке, горячих углях).

Замечено, что при пайки деталей, покрытых гальваническим путем другими металлами, шов не получается такой прочности, как при спаивании чистых металлов или сплавов. Это наблюдается при всех гальванических покрытиях (никелем, хромом, оловом, кадмием). Наоборот, пайка по горячему лужению оловом или оловянно-свинцовыми сплавами дает всегда более прочное соединение, чем по чистому металлу. Этот пример подтверждает влияние степени диффузии на прочность шва при пайке.

Пайка является причиной наибольшего числа затруднений, которые испытывают как начинающие радиолюбители. Она требует величайшей аккуратности. Всего лишь один плохо припаянный контакт — и вся схема будет работать неправильно или неустойчиво. Процесс же поиска и устранения неисправности может оказаться очень длительным из-за необходимости перепайки всех соединений. Всего этого легко избежать — просто не надо жалеть времени, чтобы все пайки выполнять аккуратно и придерживаться следующих правил:

Все проводники, которые должны быть спаяны, следует тщательно осмотреть, чтобы убедиться, что на них нет масел, загрязнения или остатков изоляции. Посторонние частицы должны тщательно удаляться, пока поверхность не станет чистой и блестящей.

Рис. 1 — Проводники очищены

Рис. 2 — Залуженные проводники

Рис. 3 — Соединение проводников скруткой

Рис. 4 — Хорошо пропаянное соединение

Некоторые компоненты (полупроводниковые приборы) могут быть повреждены из-за перегрева даже маломощным паяльником, если их нагреть слишком сильно. При пайке важно действовать быстро, чтобы избежать нагрева компонентов выше допустимой температуры.

Технологический процесс пайки

Для получения наилучших результатов технологический процесс паяния должен состоять из следующих операций:

Очистку спаиваемых поверхностей от окислов производят напильником или шабером так, чтобы промежуток между двумя поверхностями был везде одинаков и не превышал 0,1—0,3 мм. Такой небольшой промежуток необходим для образования капиллярных сил, которые способствуют засасыванию припоя на значительную глубину от кромки. Если спаиваемые поверхности имеют следы жира или масла, то их обрабатывают горячим раствором щелочи. Обычно берут 10 %-ный раствор соды. Если механически очистить детали по какой-либо причине нельзя, то применяют травление деталей в кислотах. Обычно берут 10 %-ный раствор серной кислоты для меди и ее сплавов, а для деталей из черных металлов — 10 %-ный раствор соляной кислоты, причем раствор должен быть подогрет до 50—70 °С.

После очистки и подготовки деталей места спайки должны быть облужены. Предварительное лужение имеет весьма важное значение, так как а этом случае достигаются повышенные прочность и плотность спая. В случае невозможности предварительного лужения паяние ведут и по чистой поверхности, но результаты, конечно, будут более низкими.
Для предварительного лужения применяется тот же припой, какой применяется и для последующего паяния. Если, например, паяние производится припоем марки ПОС 30, то и предварительное лужение должно быть осуществлено тем же припоем.

Перед пайкой детали скрепляют, чтобы места соединений не расходились при небольших механических воздействиях, например при наложении паяльника. Самый простой способ скрепления — обвязка мягкой проволокой, лучше железной, но, конечно, не исключены и другие способы, например сжатие струбцинами, загиб шва с образованием «замка».

Метод пайки в значительной мере зависит от типа применяемого припоя. Наиболее характерные случаи пайки:

• паяльником с применением мягких припоев;
• ручной паяльной лампой с применением обычно твердых припоев;
• электрическое паяние (место спая служит сопротивлением, через сопротивление пропускается ток низкого напряжения).

При пайке паяльником обычно применяют припои, температура плавления которых не выше точки плавления свинца (327°С). Такое паяние производят тогда, когда детали не подвергаются большим нагрузкам или требуют в дальнейшем распаивания. Если детали подвергаются в процессе работы нагреванию до высоких температур, паяние паяльником с применением мягких припоев исключается.

Подготовку паяльника для работы производят одновременно с подготовкой деталей. Паяльник слегка проковывают (частично для удаления нагара и окислов), зажимают в тиски и опиливают так, чтобы рабочая часть его была полукруглой. Если опиливать паяльник без предварительной проковки, то он скоро изнашивается. Конец паяльника делают полукруглым потому, что в этом случае он не так быстро охлаждается, как острый, лучше прогревает места спайки и равномернее разъедается жидким припоем.

После механической подготовки паяльник облуживают, для чего нагревают его не выше 400 °С, конец паяльника опускают в водный раствор хлористого цинка, после чего горячим паяльником трут о кусок припоя до тех пор, пока вся рабочая часть не покроется слоем полуды.

При работе паяльник должен иметь температуру, удовлетворяющую следующему требованию: если паяльник приложить рабочим местом к прутку припоя, часть припоя, прилегающая к паяльнику, должна расплавиться через 0,5—1 с. Во время работы температура паяльника должна быть такова, чтобы полуда или капли припоя, приставшие к паяльнику, были в жидком состоянии.

Более удобный способ облуживания паяльника заключается в следующем: в куске нашатыря (хлористого аммония) делают небольшие углубления и туда кладут кусочки припоя. Проводя горячим паяльником вперед и назад по твердому нашатырю, одновременно касаются и припоя. Таким образом паяльник облуживается быстрее.

Если нагретым паяльником коснуться шва и одновременно к шву подложить кусок припоя в виде прутка, ленты или проволоки, то припой расплавится и проникнет в шов. Излишек припоя разглаживают по шву паяльником. Припой также наносят на шов паяльником, так как к паяльнику всегда прилипают капли припоя, и если концом паяльника проводить по шву, жидкий припой всасывается в шов. Чтобы новые капли припоя перешли на паяльник, его снова отнимают от шва и прикладывают к куску припоя.

Лужение

Технологический процесс лужения состоит из следующих операций:

• очистки поверхности от посторонних веществ металлической щеткой, песком, известью или наждачной бумагой;
• обезжиривания бензином или горячим водным раствором соды или едкого натра;
• промывки в воде;
• химической чистки от окислов травления в кислотах;
• покрытия флюсами (хлористым цинком) кистью или погружением в водный раствор флюса;
• подогревания до температуры плавления полуды;
• лужения.
  Лудят небольшие предметы паяльником, в случае надобности рабочей части паяльника придают формы облуживаемого предмета (например, полукруга при лужении трубок и проволоки).

Лужение больших предметов — баков и других емкостей — производят методом натирания. Для этого изделие смачивают раствором хлористого цинка и нагревают (на горне, углях и т. п.) до температуры плавления олова, после чего посыпают порошкообразной смесью олова с хлористым аммонием (нашатырем). Олово при этом плавится и, растертое паклей, образует на поверхности ровный слой полуды. После лужения остатки флюса отмывают горячей водой.

При лужении пищевой посуды старую полуду проверяют на содержание свинца, для чего часть луженой поверхности смачивают 10—15 %-ным раствором уксусной кислоты. Через 2—3 мин на это же место наносят 5—6 капель 8—10%-ного раствора йодистого калия, добавляют воды и растирают оба раствора по поверхности. При наличии свинца в полуде на смоченной поверхности появляется характерное желтое окрашивание раствора. В случае обнаружения свинца поверхность изделия протравливают смесью азотной и соляной кислот или же очищают пескоструйным аппаратом до полного удаления полуды.

Способы пайки некоторых металлов и сплавов

Свинец. При нагревании свинец настолько быстро окисляется, что пайка его приходится вести в восстановительной атмосфере, которая предохраняет спаиваемые места от окисления и дает возможность припою легко соединяться с основным металлом. Восстановительная атмосфера образуется в результате применения для нагревания горелки, в которую поступает водород и ‘кислород воздуха, причем водород всегда должен быть в избытке. В качестве припоя применяют свинец.

Применение свинцово-оловянных припоев нежелательно, так как шов тогда начинает коррозировать в кислотах.

Цинк. Для паяния цинка применяют обычные свинцово-оловянные припои. Рекомендуем применять припой ПОС 30 в смеси с хлористым флюсом.

Если цинк чистый, то при пайке его обычно применяют насыщенный раствор хлористого цинка или разбавленную соляную кислоту. Если паяется загрязненный цинк или цинковый сплав, то при использовании в качестве флюса соляной кислоты в месте травления образуется черное отложение (поэтому рекомендуют применять соляную кислоту с хлористым аммонием).

Заметим, что двойные флюсы в большей степени предохраняют металл от коррозии, чем обыкновенный флюс. При пайке свинцово-оловянными припоями лучше применять флюс, содержащий хлористый аммоний и насыщенный раствор хлористого цинка, взятые в соотношении 1:5 (по массе). Для оловянно-кадмиевых припоев в качестве флюса рекомендуют брать едкий натр. При пайке цинковых сплавов, содержащих свыше 2 % алюминия (детали, изготовленные способом литья под давлением), применяют те же методы, что и при пайке алюминия или сплавов. В этом случае применяют припои оловянно-цинковые, а в качестве флюсов берут соляную кислоту, вазелин или стеарин. Иногда применяют флюс, состоящий из 85 % стеариновой кислоты и 15 % хлористого натрия.

Чугун. Чтобы запаять трещину или иной дефект в чугунной детали мягким припоем, производят тщательную механическую очистку места паяния и хорошо смачивают его соляной кислотой. Затем это место обрабатывают водным раствором хлористого цинка, посыпают порошком нашатыря (хлористого аммония) и подогревают паяльником или паяльной лампой. Нагревать место пайки надо до тех пор, пока не станет плавиться поднесенный к нему припой. Тогда натирают припоем место спайки и сейчас же протирают его порошком нашатыря, нанесенного на густую металлическую щетку или паклю. Эта операция —- предварительное лужение перед паянием. Пока деталь еще горячая, запаивают трещины или иные дефекты паяльником, перемещая его от одного конца трещины к другому. Если припой не проходит в трещину, надо острым зубилом снять с обоих краев ее небольшую фаску, вылудить это место и снова произвести пайку. Излишек припоя снимается шабером или напильником.

Припаивание металлов к стеклу, кварцу, фарфору. При припаивании металла к стеклу и другим подобным материалам необходимо на место паяния осадить гальваническим способом слой металла и далее производить паяние обычным способом.

Припаивание стеклянных изделий к металлу (например, при соединениях стеклянных трубок с металлическими фланцами и т. п.) производят так: предварительно поверхность стекла шлифуют наждачной бумагой, затем тряпкой в шероховатую поверхность втирается графит, и на это место осаждают медь в гальванической ванне. Далее производится паяние и вторичное осаждение меди (или никеля).

Кварц. Кварцевую деталь тщательно очищают и обезжиривают последовательной промывкой в азотной кислоте, щелочи и воде. На очищенную деталь наносят слой серебра с помощью двух растворов (содержание компонентов дано в граммах).

Раствор 1 (серебрильный)

• Вода 200
• Азотнокислое серебро 2
• Аммиак до растворения осадка

Раствор 2 (восстановительный)

• Вода 1000
• Азотнокислое серебро 10
• Сегнетова соль 3,3
• Сахар-рафинад 3,3

Растворы 1 и 2 сливают вместе и наносят на поверхность детали с таким расчетом, чтобы вся подлежащая серебрению площадь была покрыта раствором. Непосредственно перед серебрением деталь следует обработать в течение 1—2 мин. 1%-ным раствором хлористого олова и промыть дистиллированной водой. Процесс серебрения длится 20—30 мин до получения осадка золотистого оттенка. Посеребренную деталь ополаскивают и просушивают при 50—70 °С. После просушки на полученный слой серебра электролитически наращивают слой меди требуемой толщины из кислой медной ванны. Точно так же производят серебрение и меднение на фарфоре.

Алюминий. Для паяния алюминия на паяльник надевают рифленый наконечник (рабочая часть его пропилена трехгранным напильником). Насадку изготовляют из стали марки У-7 и закаливают, с тем чтобы зубцы не срабатывались. Насадку вытачивают токарном станке, и ее конец спиливают. Трубку насадки пропиливают ножовкой на четыре части, это создает пружинистость насадки, и она плотно вставляется в рабочую часть обычного паяльника. Диаметр отверстия в насадке высверливают в соответствии с диаметром рабочего конца паяльника.

Места спая тщательно очищают до блеска, на зубчики насадки берут расплавленную канифоль и наносят на спаиваемое место. Когда в процессе облуживания канифоль начнет покрывать алюминий, паяльник короткими движениями передвигают взад и вперед, и зубцы будут скоблить металл. Таким методом очищают всю поверхность места спая, после чего облуживают очищенные места. Затем приступают к паянию. Для этого берут на паяльник каплю олова, предварительно посыпанную канифолью, и подносят к облуженному месту. Если облуженное место шероховатое, то паяльником снимают эту шероховатость, которая представляет собой пористое олово, смешанное с частичками окиси алюминия, образующейся из-за недостатка флюса. Предварительно на место спая насыпают канифоль, берут на паяльник каплю олова и наносят на спаиваемый шов. Как только олово смочит место спая, паяльник снимают с металла. Затем паяние производят вторично, для этого место спая снова посыпают канифолью.

При пайке алюминия, особенно в процессе его лужения, паяльник следует хорошо разогреть и длительное время держать на одном месте и после прогрева металла медленно водить по спаиваемому шву.

Для паяния алюминиевых сплавов рекомендуются припои ПОС 50 и ПОС 90. Флюсом служит минеральное масло (особенно рекомендуется оружейное). Предварительно на спаиваемые швы наносят флюс и затем зачищают места пайки. Паяние ведут мощным, хорошо прогретым паяльником. Перед началом паяния металл следует хорошо прогреть. Для паяния алюминиевых сплавов выпускается и специальный припой П250А, он состоит из 80% олова и 20% цинка. Флюсом служит смесь йодида лития (2-З г) и олеиновой кислоты (20 г). Перед работой паяльник необходимо облудить указанным припоем, пользуясь канифолью. Спаиваемые поверхности очищают от остатков флюса марлевым тампоном, смоченным в ацетоне.

Пайка изделий с тонкими швами.

Для паяния таких изделий (например, цепочек, колец или иных ювелирных изделий) применяют специальный припой, состоящий из смеси равных частей — борной кислоты, цинка (тонкого цинка), меди, фосфора, которые замешивают на касторовом масле. В этот припой изделия окунают, и припой проникает в стык изделия. Затем изделия присыпают тальком для удаления лишнего припоя, оставшегося на поверхности изделия, после чего изделие интенсивно нагревают на газовой горелке с температурой 1000°С. При быстром нагревании припой дает микровспышку, при этом температура повышается до 1200 °С.

Пайка твердыми припоями. Для паяния изделий из меди и латуни, при пайке наиболее ответственных швов, применяют твердые припои, состоящие из сплава меди и цинка. К таким припоям относится латунь марки Л-63, которая содержит меди от 62 до 65 %, остальное цинк, а также припои с содержанием меди — 51 %, цинка — 44 и олова — 5%. Добавка олова придает припою пластичность и улучшает растекаемость по металлу. Температура плавления припоя Л-63—950 °С, припоя с оловом — 860 °С. Для паяния тонких изделий применяют припои в виде опилок, на одну часть припоя берут одну часть флюса — прокаленную буру. Пайка производят в струе пламени от паяльной лампы,

Паяемость

Какие металлы паяются?

• Отлично паяются: Олово (белая жесть), кадмий, палладий, золото, серебро, родий.
• Хорошо паяются: медь, бронза, латунь, свинец, нейзильбер, беррилиевая бронза.
• Удовлетворительно паяются: Углеродистые стали, низколегированные стали, цинк, никель.
• Плохо паяются: Алюминий, алюминиевая бронза, высоколегированная сталь, нержавеющая сталь.
• Очень плохо паяются (требуется промежуточное покрытие из паяемого металла): чугун, титан, хром, тантал, магний.

Лужение проводов

Вариант для медного жала

Ножом аккуратно надрезаем и снимаем изоляцию. Надрезать изоляцию, ставя нож перпендикулярно к проводу не рекомендуется – можно надрезать сами жилы провода, что при изгибах вызовет поломку жилы. Изоляцию лучше надрезать под углом к проводу – так же как затачивают карандаш. Можно использовать специальные клещи для съемки изоляции. Самый лучший вариант – снятие изоляции горячим предметом (не жалом! Оно покроется остатками сгоревшей изоляции и им будет плохо паять), для чего есть специальные приспособления.

После снятия изоляции посмотреть на жилы провода. Если жилы тёмного цвета, не блестят – на них толстая пленка окислов которую нужно снять механически. Если жилы блестят медным или серебристым блеском – скручиваем их.

Рис. 6 — С провода снята изоляция. Жилы блестят.

Рис. 7 — С провода снята изоляция. Жилы темного цвета без блеска – требуется механически их зачистить от окислов.

Рис. 8 — Жилы скручены, готовы к облуживанию

Набираем на жало немного припоя и окунаем в канифоль. Канифоль при этом расплавится. Быстро, пока не выгорела канифоль на жале, проводим жалом по проводу. Если всё сделано правильно то припой растечется по скрученным жилам. Если припой не смачивает жилы то нужно их зачистить и/или предварительно покрыть жидким флюсом, например ЛТИ-120.

Рис. 9 — Хорошо облуженный провод. Припой затек во все пространство между жилами

Вариант для необгораемого жала

Зачищаем провод также как и в варианте для медного жала.

Так как к необгораемому жалу припой не пристает то его необходимо подавать в момент пайки виде проволочки. Держа паяльник в правой руке, проводим жалом вдоль провода (тепло должно передаваться жилам, иначе припой их не смочит) одновременно подавая левой рукой проволочку припоя. Если необходимо – можно предварительно покрыть жилы жидким флюсом.

Пайка проводов

Кладем их параллельно друг другу на длину не менее 15-20 диаметров (это обеспечит механическую прочность соединения). Иногда провода перед пайкой соединяют механически – скручивают. Встык паять нельзя – прочность соединения крайне низкая. Нужно паять внахлест.

Снова покрываем поверхность флюсом. Берем немного припоя и просто прогреваем соединенные провода. При этом важно, чтобы во время процесса и некоторое время после того, как убрали паяльник (пока припой не остынет), они не смещались друг относительно друга.

Рис. 9 — Хорошая пайка. Провода соеденены внахлест. Поверхность соединения гладкая и блестящая

Рис. 10 — Брак – нет смачивания припоем. Причины: недостаточное количество флюса, слишком толстая пленка окислов на проводе

Рис. 11 — Плохая пайка – поверхность припоя матовая и в окислах. Причины: недостаток флюса, смещение деталей во время пайки

Демонтаж пайки

Вариант для медного жала

Если провод или вывод не загнуты то достаточно разогреть припой и вытянуть провод. Если припоя слишком много и крепление не видно, то стряхнем с жала лишний припой (паяльниками с керамическими нагревателями стучать нельзя). И приложим к месту пайки. Часть припоя перетечет на жало. Далее аккуратно расшатываем соединение пока провод не отпаяется. Если расшатывание невозможно то придется использовать оловоотсос и оплетку. Разогреваем жалом припой, быстро накрываем место пайки носиком оловоотсоса и нажимаем на спуск (учитывайте отдачу оловоотсоса при работе с хрупкими вещами!) Так мы удалим большую часть припоя. Если необходимо еще удалить припой – то прикладываем к месту пайки оплетку и прижимаем жалом. Припой перетечет в оплетку.

Важно учитывать, что печатные платы долго греть нельзя – начнет отслаиваться фольга дорожек, неговоря о перегреве отпаиваемого элемента.

Вариант для необгораемого жала

Точно так же как и для медного, кроме возможности собрать лишний припой на жало.

Пайка печатных плат (вариант для медного жала)

Пайка радиодеталей в плату требует меньших усилий, чем соединение свободных проводов, так как отверстия в плате служат хорошим фиксатором припаиваемой детали .Перед пайкой радиодетали, ее следует подготовить. С помощью узких плоскогубцев согните выводы детали таким образом, чтобы они входили в отверстия платы. Полезно иметь специальное приспособление для гибки выводов деталей под определенные расстояния между монтажными отверстиями.

Концы выводов радиоэлементов при пайке печатных плат загибают для фиксации элемента на плате. Если предполагается демонтаж элемента – то загибать выводы нельзя, фиксируют другими способами.

Рис. 7 — Типы монтажных соединений:
а — соединение с заливной формой пайки штырьковых выводов навесных элементов,
б — соединение со скелетной формой пайки штырьковых выводов

Вставьте деталь в отверстия на плате. При этом следите за правильным размещением (полярностью) детали, например, диодов или электролитических конденсаторов. После этого слегка разведите выводы с противоположной стороны платы, чтобы деталь не выпадала из своего места. Не следует разводить выводы слишком сильно.

Рис. 7 — Положение жала паяльника относительно вывода элемента

Жало разогретого паяльника с припоем подносятся к месту пайки. Припой наносится на выводы детали и контакты платы тонким ровным слоем.

Разогретый паяльник жалом должен соприкасаться с самой платой и с контактами детали одновременно. Его нельзя отводить до тех пор, пока место пайки не покроется ровным слоем припоя. На это требуется не более секунды.

Не сдвигая деталь, жало паяльника быстро отведите от места пайки. Не сдвигая деталь, подождите несколько секунд, пока место пайки не остынет окончательно.

Теперь можно отрезать излишки выводов с помощью бокорезов. При этом следите за тем, чтобы не повредить место пайки.

Проверьте место пайки:

• качественное место пайки соединяет контактную площадку и вывод детали и имеет гладкую и блестящую поверхность.
• если место пайки имеет сферическую форму или имеет связь с соседними контактными площадками, разогрейте место пайки до расплавления припоя и удалите излишки припоя. На жале паяльника всегда остается небольшое количество припоя.
• если место пайки имеет матовую поверхность и выглядит исцарапанным, то говорят о «холодной пайке». Разогрейте место пайки до расплавления припоя и дайте ему остыть, не сдвигая детали. При необходимости добавьте немного припоя.

После этого можно удалить остатки флюса с платы с помощью подходящего растворителя. Эта операция не является обязательной — флюс может оставаться на плате. Он не мешает и ни в коем случае не влияет на функционирование схемы.

Пайка печатных плат (вариант для необгораемого жала)

	1. Припой и жало паяльника подводятся к монтажной точке одновременно. Жало паяльника должно касаться как обрабатываемого вывода, так и платы.
	2. Положение жала паяльника не изменяется, пока припой не покроет равномерным слоем все место контакта. В зависимости от температуры паяльника это продолжается от полусекунды до секунды. За это время происходит достаточный нагрев места пайки.
	3. Теперь жало паяльника следует обвести по полукругу вокруг обрабатываемого контакта, одновременно перемещая припой во встречном направлении. Таким образом на место пайки наносится еще около 1 мм припоя. Место пайки нагрето настолько, что расплавившийся припой под действием сил поверхностного натяжения равномерно распределяется по всей контактной площадке.
	4. После того, как необходимое количество припоя нанесено на место пайки, можно отвести проволоку припоя от места пайки.
	5. Быстро отведите жало паяльника от места пайки. Пока еще жидкий и покрытый тонким слоем флюса припой обретает свою окончательную форму и застывает.

Если жало паяльника имеет оптимальную температуру, весь процесс продолжается не более одной секунды.

Типичные ошибки начинающих и способы их исправления

• Начинающие монтажники касаются места пайки только кончиком жала паяльника. При этом к месту пайки подводится недостаточно тепла. Опытный монтажник обладает чувством оптимальной теплопередачи. Он прикладывает жало паяльника таким образом, чтобы между ним и местом пайки образовалась как можно большая площадь контакта. Кроме того, он очень быстро вводит между жалом и деталью немного припоя в качестве теплопроводника.
• Начинающие монтажники расплавляет немного припоя и с некоторой задержкой подводит его к месту пайки. При этом часть флюса испаряется, припой не имеет защитного слоя и на нем образуется оксидная пленка. Профессионал, напротив, всегда касается места пайки одновременно паяльником и припоем. При этом место пайки обволакивается каплей чистого расплава еще до того, как флюс успеет испариться.
• Начинающие монтажники часто не уверены, не перегрето ли место припоя. Они слишком рано отводят жало паяльника от места пайки, затем вынуждены опять подводить его для подогрева, вновь отводят, и т.д. Результатом является серое место пайки с неровными границами, так как соединяемые детали были нагреты недостаточно сильно, а сам процесс длился слишком долго и колофоний успел испариться. Мастер, напротив, нагревает место пайки быстро и интенсивно и завершает процесс резко и окончательно.

Cоветы по пайке

Удаление старого припоя

Включите паяльник в розетку и смочите губку водой. Когда паяльник нагреется и начнет плавить припой, покройте жало паяльника припоем, а затем протрите его о влажную губку. При этом не держите жало слишком долго в контакте с губкой, чтобы не переохладить его. Протирая жало о губку, Вы удаляете с него остатки старого припоя. И в процессе работы для поддержания жала паяльника в чистоте время от времени протирайте его о губку.

Как паять алюминий

Покрываете место пайки тонким слоем канифоли и сразу же натираете таблеткой анальгина. Далее облуживаете поверхность припоем ПОС-50, прижимая к ней с небольшим усилием жало сильно нагретого паяльника. Ацетоном смываете остатки флюса. Снова осторожно прогреваете поверхность и смываете флюс. Теперь можете начать пайку обычным образом.

Чтобы жало паяльника не подгорало

Чтобы защитить стержень от обгорания, его нужно обмазать тонким слоем смеси силикатного клея и сухой минеральной краски (окись железа, цинка и магния). Перед включением паяльника покрытие нужно хорошо просушить, иначе клей вспенится и покрытие будет осыпаться.

Как зачистить проводники печатной платы

На ватный тампон наносят несколько капель технической соляной кислоты и протирают им поверхность фольги. Кислота хорошо удаляет слой окиси меди, практически не затрагивая металл. После этого плату надо промыть под проточной водой, сначала в горячей, а потом в холодной. Отверстия под выводы деталей лучше просверлить после этой обработки. При работе с кислотой необходимо соблюдать меры безопасности.

Все, что нужно знать об олове для пайки

Олово – основной компонент состава, используемого для припоя, но в чистом виде оно не применяется. В основном его эксплуатация связана со сборкой электронных устройств, когда требуется аккуратное и прочное соединение внутренних деталей, притом что плавиться должны не они, а именно припой.

Особенности

Такой металл, как олово, известен человеку с древности, его свойства позволили применять его для изготовления оружия и инструментов. Благодаря олову появилась бронза, из которой стало возможным создавать самые разные бытовые принадлежности, а также ювелирные украшения.

Данный элемент обладает многими интересными характеристиками, среди которых:

• высокая степень ковкости, посредством давления, за счёт хорошей пластичности и устойчивости к деформации;
• лёгкая плавкость, температура плавления – 231,9 градуса, что даёт возможность делать сплавы с другими металлами;
• плотность элемента сходна с плотностью железа;
• металл способен закипать при существенно высоких температурах и долго находиться в жидком виде;
• в состоянии кристаллизации олово обладает серебристым цветом с характерным металлическим блеском;
• также изделия из этого химически чистого вещества при воздействии низких температур могут трансформироваться в порошок серого цвета.

Из всех свойств олова, пожалуй, самым важным является его плотность, поскольку она позволяет использовать металл для создания различных сплавов.

Не секрет, что олово применяется для припоя всевозможных частей и микросхем радиоэлектронных приборов, и оно, действительно, идеально для этого подходит, поскольку хорошо плавится, но из-за высокой стоимости состав, основой которого является это вещество, дополняется разными присадками.

Олово для пайки чаще всего включает свинец, но также для этого используются никель, кадмий, серебро, цинк, медь и сурьма. Добавки выбираются в зависимости от металла деталей, которые должны сохранять целостность. Поэтому вещество соединяют с элементами, дающими определённую температуру плавления.

В России особенно востребованным составом для припоя является сплав олова и свинца (ПОС) – это мягкие сплавы с плавлением при 300 градусах.

Выпускается паяльное олово в виде специальной пасты, прутков, шариков и проволоки.

Сферы применения

Различные виды припоев востребованы в разных областях и отличаются по своим физическим свойствам и полезным характеристикам:

• Состав припоя ПОС-18, помимо олова и свинца, содержит такие элементы, как сера, железо, алюминий и т. д. Температура расплава этой смеси составляет от 180 до 285 градусов. В основном сплав используется в жидком виде, при этом обладает некоторыми достоинствами: сниженным уровнем хрупкости, устойчивостью к влиянию влаги. Из недостатков можно отметить наличие свинца и отсутствие серийного производства вещества. Области применения – лужение отдельных частей кузова автомобилей, пайка элементов радиоустройств, использование в ремонте отопительных систем.

• Одинаковым процентным содержанием свинца и олова отличается состав ПОС-50, но также в него входят примеси железа, меди, висмута, цинка и даже мышьяка. Полученный металл обладает высокой текучестью, электропроводностью и хорошими теплопроводящими качествами, однако не подходит для ручной пайки из-за быстрой кристаллизации. Припой этого типа можно применять для обработки швов в деталях, требующих максимальной герметичности, к примеру, в системных блоках ПК небольшой мощности, измерительной технике.

• Для ремонта бытовых устройств больше подходит состав ПОС-30, относящийся к мягким сплавам, обладающий высокой твёрдостью и тёмным цветом. Основное его преимущество – возможность пайки мелких элементов из-за малого сопротивления, а в некоторых случаях – замена вышедших из строя дорогостоящих деталей. Состав применяется и для лужения цинкового листа.

• Припой ПОС-90, в составе которого 90% олова и только 10% свинец, подходит для ремонта медицинской аппаратуры и реставрации пищевой посуды.

Паять при помощи оловянного сплава можно разные металлы:

• Если это нержавеющая сталь с содержанием хрома, никеля и титана, то вид припоя будет зависеть от условий работы. В сухом помещении применяются составы с добавлением хрома и никеля, при высокой влажности в них должно входить серебро с минимальным количеством никеля.
• Для создания украшений из серебра паять этот металл оловом допускается, но делать это нужно очень аккуратно, применяя для паяльника тонкое жало.
• Что касается никеля, его тоже можно паять оловянными припоями, когда нужно получить отдельные детали приборов и систем, применяющихся в химической промышленности.
• Для прочных соединений изделий из чугуна, включая монтаж трубопроводов разного назначения, используется оловянный припой с добавлением латуни или никеля.
• Посредством припоя оловом можно проводить ремонт топливного бензобака автомобиля при его небольших повреждениях, и для этого не надо заливать в него воду.

Особый вид припоя ПОССу состоит из олова, свинца и сурьмы и нашёл применение в ремонте холодильников, автомобильных цепей, любых изделий с цинковым покрытием.

Каким бывает

Есть несколько видов олова, но не всякий из них подходит для пайки:

• Жидкое вещество обычно используется для лужения деталей из меди путём погружения их в химический раствор. Это необходимо для повышения стойкости медных изделий к коррозийным процессам и появлению ржавчины.

Применение такого состава отличается простотой. Перед процессом лужения необходимую деталь нужно тщательно очистить от загрязнений, провести обезжиривание поверхности для оптимального сцепления и поместить её в раствор жидкого олова на 20–30 минут. За это время формируется один защитный слой. При необходимости его утолщения процедуру нужно проделать снова.

Жидкий состав имеет одно важное преимущество – он позволяет защитить большую поверхность металла, что не всегда можно сделать при помощи паяльника.

• Пищевое олово (пьютер) в большинстве случаев используется для создания посуды, элементов декора, столовых принадлежностей, ёмкостей и сосудов для хранения пищевых продуктов. Как правило, в состав металла добавлены серебро, медь и сурьма, которые повышают его прочностные свойства и снижают стоимость. Данный сплав полностью безвреден (для продуктов и здоровья человека), не меняет запаха и вкуса блюд, не выделяет токсичных веществ и к тому же долговечен в эксплуатации.

Благодаря пластичности материала посуда и сувенирные изделия из пищевого металла хорошо поддаются обработке, поэтому выглядят привлекательно.

На изделия наносится резьба, всевозможные насечки, иногда поверхность предметов покрывается объёмными рисунками и орнаментами.

Чистым оловом не так давно паяли посуду, контейнеры, кастрюли – любые предметы, имеющие непосредственный контакт с пищей. Но в настоящее время оно с этой целью не применяется, так как некоторые металлы паять им трудно, а при сильном охлаждении вещество рассыпается.

Невозможно сравнивать эти разновидности олова, тем более решить, какая из них лучше, поскольку каждая имеет свои плюсы, недостатки и конкретное назначение.

Как паять

Для пайки понадобятся паяльник с оловоотсосом, флюс для устранения окислов – любой состав, альтернативный канифоли, но хорошо смываемый водой. При высокотемпературном виде пайки понадобится горелка, но для проведения низкотемпературных процессов подходит паяльник. В качестве припоя берётся проволока, продающаяся в бобинах и мотках, она же содержит флюс, кроме того, потребуются пассатижи и нож. Перед работой с рабочего места нужно убрать всё лишнее, установить нормальное освещение. Для мусора и мелких отходов можно взять любую неглубокую ёмкость.

Следует отметить, что в домашних условиях пайка должна осуществляться быстро, поскольку часто требуется дополнительная зачистка из-за обугливания флюса, делающего припой текучим. Но пока он полностью не затвердеет, трогать соединяемые детали нельзя.

Некоторые особенности имеет пайка стали – всегда надо учитывать изменение свойств стали при влиянии термовоздействия, взаимодействие её с составом припоя и устойчивость оксидной плёнки.

Как паять металл правильно – дадим несколько рекомендаций:

• Перед пайкой соединяемые части должны быть очищены. Для хорошей адгезии их можно залудить.
• При плавлении проволоки или прутков содержащийся в них защитный флюс начнёт выделяться и выполнять свои функции по разрушению окисла.
• Олово помещается на деталь лёгким касанием, оно должно образовать тонкий слой на нужном участке.
• При работе для снижения воздействия температуры на деталь её удерживают пинцетом в качестве теплоотвода.
• Паяльник нельзя длительное время держать в месте припоя.
• Необходимо следить за чистотой наконечника паяльника и своевременно очищать его от нагара абразивным полотном или напильником.

При демонтаже радиодеталей со множеством выводов легче воспользоваться таким удобным и простым приспособлением, как оловоотсос, – инструмент поможет выпаять элементы, то есть удалить припой с запаянного контакта.

Обеспечив нагрев и расплавление, нужно закрепить поршень устройства и, поднеся его носик к контакту, нажать кнопку фиксатора. Расплавленный припой окажется внутри цилиндрической ёмкости оловоотсоса.

Специалисты, имеющие опыт работы с оловянным припоем, рекомендуют выбирать состав с минимальным включением свинца и точно подбирать температуру плавления, ведь от этого зависят текучесть олова и качество полученных соединений.

Наглядный обзор различных припоев и их тестирование представлено в следующем видео.

Температура плавления припоя в зависимости от вида

Метод соединения металлических (и не только) деталей горячей получил распространение не только в радио- и электротехнике. Этим способом монтируют трубы, собирают легкие конструкции, изготавливают сосуды и т.п. Важной составляющей успеха операции по спаиванию является правильный выбор припоя.

Что называют припоем, для чего используют

Припоем называется металл или сплав металлов, которые применяют при пайке для соединения деталей. Припой расплавляется, заливает место соединения, адгезируя к обеим поверхностям, затем застывает, образуя прочный шов. Часто припой путают с присадочным материалом при сварке. Внешне их использование выглядит похожим, но все же есть принципиальные отличия. При сварке обе соединяемые детали и присадка плавятся, образуя монолит. При пайке плавится только припой, соединяя две твердые поверхности.

Сварку можно выполнить без присадки, а пайку без припоя – невозможно.

Паяное соединение

Базовый состав припоев

Большая часть припоев изготавливается на основе олова. Название этого легкоплавкого металла даже применяется в качестве синонима слова «припой». На самом деле чистым оловом паяют редко. Соединение получается менее прочным и менее долговечным, чем при применении сплавов, да и стоит чистое олово дороже.

Чистое олово применяют для пайки предметов, контактирующих с пищей. В этом случае добавки токсичных металлов (свинец, кадмий и т.п.) недопустимы.

Зато олово имеет иные преимущества:

• низкая температура плавления;
• мягкость;
• хорошая адгезия ко многим металлам (с использованием соответствующих флюсов).

По этим причинам в качестве припоев широко распространены сплавы олова с другими металлами (например, со свинцом). Изменяя состав сплавов можно регулировать физические свойства припоев.

При всех достоинствах припоев на базе олова, их область применения не всеобъемлюща. Например, при пайке алюминия такие сплавы плохо адгезируют к поверхности, шов получается непрочным, через некоторое время место соединения разваливаются. Для этих целей применяют припои на основе алюминия или цинка (или которые почти полностью состоят из этих металлов).

Виды припоя их характеристики и назначение

Выполнить классификацию сплавов для пайки можно по различным критериям.

По химическому составу

Для применения в бытовых и промышленных условиях наиболее распространены следующие виды припоев:

1. Сплавы олова и свинца в различных пропорциях. Широко применяются, имеют низкие температуры плавления (до 250 градусов). Для улучшения механических свойств легируются небольшими добавками других металлов (цинк, сурьма, алюминий и т.д.).
2. Припои на основе висмута . Относятся к очень легкоплавким сплавам. Самые известные составы – сплавы Вуда и Розе. Они переходят в жидкое состояние ниже точки закипания воды.

По температуре плавления

По температуре плавления припои можно разделить на группы:

• особолегкоплавкие;
• легкоплавкие (мягкие);
• тугоплавкие (твердые).

К первой категории относят сплавы, которые плавятся при температурах до 100 градусов. Сюда включаются уже упомянутые сплавы Розе и Вуда, а также несколько других припоев на основе висмута. Верхней температурой плавления легкоплавких припоев обычно считают 400 градусов. Сюда входят все сплавы свинца и олова, а также другие составы. К тугоплавким относят припои на основе цинка и алюминия (их применяют для пайки алюминиевых сплавов), а также сплавы с высоким содержанием серебра.

По наличию флюса

Некоторые припои выпускаются в виде трубочек, заполненных флюсом. В большинстве случаев это удобно, но случаются ситуации, когда надо точнее подобрать сочетание сплава для пайки и химического реагента. В этих обстоятельствах надо использовать бесфлюсовые припои.

Трубочки из припоя, наполненные флюсом

Формы выпуска и диаметр

Обычно сплавы для пайки выпускаются в форме проволоки или прутков (реже – в виде гранул, порошка, ленты и т.п.), а также припои входят в состав паяльных паст. Диаметр прутков может составлять от 1 до 10 мм и выше.

Припой в виде прутков

На паяющие свойства диаметр «кругляка» не влияет, но надо иметь в виду, что чем меньше мощность паяльника, тем сложнее осуществить забор припоя от прутка. Паяльник на 25 ватт с трудом будет плавить «проволоку» диаметром 5..10 мм, и пайка превратится в мучение. Поэтому первый выбор «типоразмера» припоя выполняется по характерному пространственному размеру.

Многие припои достаточно мягки и пластичны, поэтому можно отрезать и сформовать кусочек сплава под имеющийся маломощный паяльник с помощью мелкого слесарного инструмента.

Скрутка из нескольких прутков

Если наоборот, имеется мощный паяльник и тонко сформированный припой, то проблему составит набрать нужный объем расплава. Лучше использовать в этом случае более толстый пруток или скрутить несколько тонких.

Для паяльника с большим жалом применять тонкие прутки неудобно

Марки припоев и их температура плавления

Различные сплавы имеют различную температуру плавления. Это надо учитывать при выборе оборудования (паяльника, фена, ИК-стола и т.п.).

Очевидно, что итоговая температура плавления сплава часто бывает ниже температуры плавления самого легкоплавкого компонента.

Выбор марки припоев для пайки

Для различных целей применяют сплавы различного состава. Для каждого вида работ коллективным опытом подобраны оптимальные припои.

Радиодеталей и микросхем

Микросхемы и другие электронные компоненты при пайке не рекомендуется перегревать (хотя этот момент на практике излишне мифологизирован). Еще менее толерантны к перегреву печатные проводники плат. Поэтому для пайки радиодеталей удобнее всего использовать классические свинцово-оловянные флюсы с большим содержанием олова (мягкие припои с металлическим блеском), выпускаемые в виде проволоки толщиной 1..2 мм. Удобно использовать трубочки, наполненные флюсом – как правило, он нейтральный и пригоден для такого вида работ.

Что такое припой, виды, характеристики, правила подбора

При ремонте электрооборудования, бытовых приборов, проводки требуется как-то соединять провода и элементы. Делают это при помощи пайки. Это второй по популярности и надежности вид соединения металлов (и не только). В процессе участвует припой для пайки. Что это такое и каким он бывает, как выбирать, по каким параметрам и свойствам — будем выяснять дальше.

Что такое припой, пайка, флюс

Есть два способа соединения металлов — сварка и пайка. При сварке металл в месте соединения деталей плавится, за счет чего получаем неразрывное соединение. Такой тип соединения наиболее надежен, но не все металлы можно сваривать. Для металлов которые сваривать не получается, применяют пайку.

Что такое припой для пайки — это материал, который обеспечивает соединение

Что такое припой и для чего он нужен

Пайкой называют процесс соединения металлов с использованием вспомогательного состава — припоя. Это сплав, который имеет более низкую температуру плавления чем соединяемые детали. В процессе соединяемые детали только нагреваются, но не начинают плавиться. Плавится только припой. Он переходит в жидкое состояние, растекается и заполняет капилляры соединяемых деталей. В результате соединение получается надежным, хоть и менее прочным чем сварка. При сварке получаем, по сути, монолит. При пайке добиться такого эффекта невозможно.

Припой для пайки — это сплав металлов с температурой плавления ниже чем у соединяемых деталей

Итак, припой для пайки — это сплав с температурой плавления ниже, чем у соединяемых деталей. С его помощью получаем прочное соединение. Некоторые виды припоя обеспечивают герметичность, другие дают хорошую электропроводимость. Именно эту группу припоев и используют при ремонте и изготовлении приборов, соединении проводов.

Что такое флюс и что он делает

При пайке плат, проводов, электроники важно достигнуть хорошего электрического контакта, т.е. с минимальным сопротивлением. Это возможно только при соединении чистых металлов без загрязнений и оксидной пленки. А медь и алюминий, которые и приходится обычно паять, как раз активно окисляются. Окислы можно удалять механически, но это занимает время, да и результат слишком зависит от человека. Поэтому обычно применяют флюс — это вещество, которое растворяет окислы и, заодно, улучшает растекаемость припоя. Простейший флюс — это канифоль растворенная в спирте.

Это все припой для пайки

Есть флюсы, которые также служат для защиты от воздействия окружающей среды. Но, в большинстве случаев, они слишком активны и, после пайки, требуется очищение плат и деталей. Иначе остатки флюса разъедают оболочки, саму плату, соединение. Для этого существуют специальные смывки. Обычно это спирты и спиртовые растворы, но некоторые составы смываются водой. Способ удаления обычно указывается в описании к составу.

Формы выпуска припоя для пайки

Чаще всего припой встречается в виде проволоки различной толщины — от 0,3 мм до 3 мм. Это те размеры, которые применяют при пайке электроники и проводов. Припой в виде проволоки наматывают на катушки (бобины) . Длина проволочного припоя — несколько метров, но продают его по весу — на граммы и килограммы. Стандартные варианты расфасовки на катушке — 50, 100, 200, 250 и 500 грамм. Для производственных целей выпускаются катушки с весом припоя от 1 кг и более.

Проволочный припой в бобинах — наиболее удобная для применения форма. Популярностью пользуется продукция немецкой компании Stannol

Мелкая фасовка может быть и без катушки.

Припой ПОС-61 с каналом канифоли. Продается без катушки, так как вес всего 10 грамм

Обратите внимание, что проволочный припой может с флюсом/канифолью — трубочка из припоя, заполненная флюсом. Количество флюса — 1-8%. Такой вариант идеален, так как компоненты подобраны оптимально (у хороших марок) и дают хорошее качество пайки.

Трубчатый припой с флюсом — внутри трубки находится канифоль

Процентное содержание флюса указывается на наклейке.

Согласно информации на наклейке, содержание флюса составляет 2,2%

Есть еще следующие виды выпуска припоя:

• Прутки. Диаметр — 5-10 мм, но продают тоже по весу.
• Порошок. Обычно для промышленного применения.
• Гранулы. Тоже чаще для производств.
• Фольга. Такая форма выпуска хороша для тонкопленочных (СМД) деталей.
• Паяльная паста. Паяльной пастой удобно работать и с обычными, но мелкими деталями. Но она разрабатывалась для СМД электроники.

Припой в виде пасты в тюбике, фольги и гранул. С такими удобнее работать при пайке СМД компонентов

Наиболее распространенная форма выпуска припоя — проволока. Различная толщина позволяет брать то количество материала, которое требуется для данного типа деталей. Да и хранить катушку проще чем, скажем моток, порошок и т.д. Удобна еще паяльная паста, которая продается в тюбиках. Но такая форма выпуска в разы дороже. Так что ее обычно применяют целенаправленно — для тонкопленочных деталей.

Технические характеристики

В процессе пайки деталей важно чтобы жидкий припой был не настолько горячим, чтобы вывести из строя деталь или расплавить изоляцию. Второй важный момент — чтобы он хорошо «ложился» на соединяемые детали. Ну и третий — чтобы контакт в месте пайки был надежным. Еще часто обращают внимание на блеск — это свидетельство того, что пайка была выполнена с соблюдением технологии. За все эти параметры отвечают следующие технические характеристики припоя:

Смачиваемость. При пайке важно чтобы припой хорошо растекался и обволакивал соединяемые фрагменты и не стекал с них. Это возможно при хорошей смачиваемости. Это именно свойство растекаться, оставаться в то же время на деталях.

Свойство растекаться и «сцепляться» с деталями называют смачиваемостью припоя

Это все технические характеристики, по которым подбирают припой для домашнего использования. И именно эти два момента отмечают, когда рекомендуют или нет ту или иную фирму. Больше упирают на температуру. И, вот что странно, один и тот же состав, но разных фирм, нагревать требуется по-разному. Смачиваемость можно откорректировать при помощи флюса — он улучшает этот показатель. А вот с температурой плавления бороться никак не получается. Поэтому удобство пайки определяется тем, насколько легко припой плавится.

А вообще, учитывается прочность, упругость, твердость, электропроводность. Прочность и упругость важна там, где могут возникнуть механические нагрузки. Это больше относится к пайке медных труб и других подобных изделий. Твердость показывает насколько легко повреждается зона пайки. Электропроводность важна для обеспечения электрического контакта.

Виды припоя

Принято делить припой на твердый и мягкий. Но для пайки «мягкость» не тот показатель, который определяет выбор. Больше важна температура плавления. Так вот, мягкие припои имеют более низкую температуру плавления, чем твердые. Мягкие плавятся при температуре ниже 300°С, твердые — выше. Поэтому еще в ходу название тугоплавкий и легкоплавкий припой.

В этом припое есть добавка меди, золота и серебра. Припой MSolder SUPREME SilverGold с флюсом обеспечивает самую высокую проводимость и имеет самую высокую текучесть в линейке припоев MUNDORF, но обладает самой высокой температурой плавления. Этот припой является наилучшим для использования в ламповой технике и других устройствах высшего класса, а также для соединения высококачественных аудио кабелей, фольги, используемой в катушках индуктивности, и прочих компонентов.

Делают припой из свинца, олова, меди, никеля, кадмия, серебра. Их добавляют в различных пропорциях. Для придания определенных свойств вводят добавки:

• сурьма, медь, кадмий, алюминий, серебро, цинк — улучшают растекаемость;
• сурьма, никель, железо , кобальт, цинк, кремний, бор — повышают прочность;
• серебро, литий, кадмий и висмут — для более низкой температуры плавления;
• никель и медь повышают стойкость к коррозии;
• кремний, цирконий, ванадий, кобальт, вольфрам повышают жаропрочность.

Выбирают припой по виду соединяемых металлов, их температуры плавления (припой должен расплавиться раньше), требуемой прочности соединения.

Мягкие припои

Для пайки печатных плат, проводов и других работ нужна невысокая температура. Многие радиодетали просто не переносят высоких температур, от перегрева выходят из строя. Не переносит нагрева и изоляция проводов. Поэтому припой для пайки этой категории выбирают из мягких и легкоплавких. Причем, желательно чтобы плавился припой при 200°C или чуть ниже.

Внешне отличить припои для пайка с большим содержанием свинца можно по серому цвету

ПОС: виды. типы, применение

Наиболее распространенный мягкий припой для пайки — ПОС (Припой Оловянно-Свинцовый). Состоит он из олова и свинца в разных пропорциях. Процентный состав отображается в названии — после ПОС идет цифра, в которой указывается процент олова. Например, в ПОС 40 содержится 40% олова. В ПОС 61 — 61%, в ПОС 90 — 90% и т.д.

Килограммовая бухта ПОС 40 — для солидных объемов работ. Выпускается по ГОСТу 21931-76

Для улучшения/изменения характеристик в состав могут вводиться в небольшом количестве добавки. Тип добавки и ее процентное содержание прописывается в конце маркировки припоя. Например, дописка к ПОС 61 Sn61Pb37Ag2 обозначает, что припой состоит из следующих компонентов:

• Sn61 — 61% олово;
• Pb37 — 37% свинец;
• Ag2 — 2% серебро.

Этот припой для пайки хорошо растекается и дает почти зеркальный блеск. Но серебро — недешевая добавка, что и отразится на цене.

ПОС и ПОССу: технические характеристики

Есть одна популярная разновидность ПОС — ПОССу. А обозначает оно «припой оловянно-свинцовый с добавкой сурьмы» (две последние буквы «Су» и обозначают наличие этой добавки в составе). Сурьма повышает прочность пайки, так что такие составы применяют там, где требуется повышенная прочность соединений.

Марка припоя	Олово Sn в %	Сурьма Sb в %	Медь Cu в %	Серебро Ag в %	Температура плавления солидус/ликвидус	Временное сопротивление разрыву, кгс/мм2	Применение
ПОС-90	89-91	0,05	0,05	0,02	183/220	4,9	Пищевая посуда и медицинская аппаратура
ПОС-61	59-61	0,05	0,05	0,03	183/190	4,3	Электро-радио приборы
ПОС-40	39-41	0,05	0,05	0,03	183/238	3,8	Электро-радио приборы, оцинкованная сталь
ПОС-10	9-10	0,05	0,05	0,03	268/299	3,2	Лужение контактных дорожек, пайка приборов, реле
ПОССу-61-0,5	59-61	0,05-0,5	0,08	0,03	183/189	4,5	Аппаратура и детали с жесткими требованиями по температуре
ПОССу-40-0,5	39-41	0,05-0,5	0,08	0,03	183/235	4,0	Жесть, обмотки, кабели, монтаж электроэлементов, радиодеталей, медных трубок

Пару слов насчет характеристик, отраженных в таблице. Температура плавления дана двумя цифрами — солидус и ликвидус. Первая — это начало плавления. При нагреве до этой степени переходят в жидкое состояние самые легкоплавкие компоненты состава. Ликвидус — это температура полного плавления. Именно она нужна при пайке — жало должно быть чуть «горячее». Например, чтобы паять ПОС 61, паяльник надо разогреть до 190°C или около того. Точный нагрев паяльника подбирается экспериментальным путем, так как флюсы, детали, потери тепла отличаются. Но общий принцип одинаков: чуть выше чем точка плавления.

Как отличить, каким припоем выполнена пайка? По степени блеска контактной площадки. Чем больше олова в составе, тем более блестящей получается поверхность. Свинец придает тусклый серый цвет. И это видно невооруженным глазом.

Марка припоя	Температура плавления солидус/ликвидус	Плотность, г/см3	Удельное электросопротивление Ом*мм2/м	Временное сопротивление разрыву кгс/мм2	Относительное удлинение %	Ударная вязкость кгс/см2	Твердость по Бринеллю, НВ
ПОС 90	183/220	7,6	0,120	4,9	40	4,2	15,4
ПОС 61	183/190	8,5	0,139	4,3	46	3,9	14,0
ПОС 40	183/238	9,3	0,159	3,8	52	4,0	12,5
ПОС 10	268/299	10,8	0,200	3,2	44	3,2	12,5
ПОС 61М	183/192	8,5	0,143	4,5	40	1,1	14,9
ПОСК 50-18	142/145	8,8	0,133	4,0	40	4,9	14,0
ПОССу 61-0,5	183/189	8,5	0,140	4,5	35	3,7	13,5
ПОССу 50-0,5	183/216	8,9	0,149	3,8	62	4,4	13,2
ПОССу 40-0,5	183/235	9,3	0,169	4,0	50	4,0	13,0
ПОССу 35-0,5	183/245	9,5	0,172	3,8	47	3,9	13,3
ПОССу 30-0,5	183/255	8,7	0,179	3,6	45	3,9	13,2
ПОССу 25-0,5	183/266	10,0	0,182	3,6	45	3,9	13,6
ПОССу 18-0,5	183/277	10,2	0,198	3,6	50	3,6	—
ПОСу 95-5	234/240	7,3	0,145	4,0	46	5,5	18,0
ПОССу 40-2	185/229	9,2	0,172	4,3	48	2,8	14,2
ПОССу 35-2	185/243	9,4	0,179	4,0	40	2,6	—
ПОССу 30-2	185/250	9,6	0,182	4,0	40	2,5	—
ПОССу 25-2	185/260	9,8	0,185	3,8	35	2,4	—
ПОССу 18-2	186/270	10,1	0,206	3,6	35	1,9	11,7
ПОССу 15-2	184/275	10,3	0,208	3,6	35	1,9	12,0
ПОССу 10-2	268/285	10,7	0,208	3,5	30	1,9	10,8
ПОССу 8-3	240/290	10,5	0,207	4,0	43	1,,7	12,8
ПОССу 5-1	275/308	10,2	0,200	3,3	40	2,8	10,7
ПОССу 4-6	244/270	10,7	0,208	6,5	15	0,8	17,3

В этой таблице собраны припои на основе олова, которые можно встретить в магазинах. Как видим, самый легкоплавкий — ПОСК 50-18 — плавится при 145°C. Самый прочный и жесткий — ПОССу 4-6, самый «тягучий» — ПОССу 50-0,5, чуть менее растяжимый ПОС 40.

Припой для пайки ПОС 61

По совокупности характеристик, радиолюбители, да и профессионалы, чаще всего применяют ПОС 61 либо его импортный аналог Sn63Pb37. Их температура плавления 183/189. Но называют его часто ПОС 60. Но смотрите, сплав именно с таким составом — Sn60Pb40 — плавится при 191°C. Так что не обманывайтесь названием. Нужен 61% олова, хотя по ГОСТу допустима вилка 59-61%. Именно поэтому «одинаковые» припои разных фирм по-разному плавятся. В них по-разному выдержано процентное соотношение, хотя, изготовлены они по ГОСТу. Ну, и из-за добавок, конечно.

ПОС 60 имеет температуру плавления выше чем у ПОС 61

Вот какие добавки могут вводиться в ПОС 61:

• Сурьма — не более 0,1 %;
• Алюминий — не более 0,002 %;
• Медь — не более 0,05 %;
• Сера — не более 0,02 %;
• Мышьяк — не более 0,02 %;
• Железо — не более 0,02 %;
• Висмут — не более 0,02 %;
• Никель — не более 0,02 %;
• Цинк — не более 0,002 %.

Наиболее популярный припой для пайки ПОС 61

Олово составляет 59-61%, а свинец «все остальное» (38,7-40,7%). Конкретный «набор» добавок определяет конечные свойства припоя. Именно этим и отличается изделия разных фирм — количеством и составом добавочных элементов. Хотя всё называется ПОС 61, «работается» по-разному.

Легкоплавкие припои

Некоторые компоненты нагревать до температуры выше 100°C противопоказано. Другие едва переносят нагрев до 80°C, есть и еще более «нежные». Для таких применяют особо легкоплавкие виды припоев. Это сплав Розе (плавится при 94°C), Вуда (60,5°C), Д’арсенваля (79°) и некоторые другие.

Название или марка припоя	Висмут Bi, в %	Свинец Pb в %	Олово Sn в %	Кадмий Cd в %	Температура плавления
Припой Вуда	50	25	12,5	12,5	60,5
Припой Розе	50	25	25	—	94
Припой д’Арсенваля	45,3	45,1	9,6	—	79
Припой Липовицы	50	26,67	13,33	10	—
ПОСВ 33	33,3	33,4	—	—	130
ПОСК 50-18	32	49,8	18,2	145

Самая высокая температура плавления из этой группы у ПОСК 50-18. Он содержит много кадмия (буква К в маркировке именно об этом и говорит), что делает его токсичным. Его можно использовать только при хорошей вытяжке. Чуть меньше нагревается ПОСВ-33. Это олово, свинец и висмут в равных долях. Температура плавления — 130°C. Оба этих состава применяют для лужения дорожек печатных плат, пайки чувствительных к перегреву компонентов.

Для монтажа/демонтажа SMD-компонентов применяют припой Вуда и Розе. Они плавятся при температуре ниже 95°C. Применяют их и для лужения дорожек, но стоимость этих составов высока.

Бессвинцовые припои

Так как свинец токсичен (способен вызвать отравление), в некоторых странах значительно ограничивают его применение. По этой причине стали разрабатывать бессвинцовые припои. Их делают на основе олова, к которому добавляют серебро, медь, висмут, цинк, золото, индий. По перечню компонентов можно понять, что дешевыми сплавы не будут. Мало того, они не очень удобны в работе. Они безопасны, но плавятся с трудом. Именно этим и не нравятся — слишком сильно надо разогревать паяльник.

Демонтаж элементов, припаянных бессвинцовыми составами, нелегкое занятие. Надо не перегреть, но и недогреть не получается. Процесс идет быстрее и проще, если взять каплю припоя со свинцом и «разбавить» места пайки.

«Серебряный припой» Audio Note Silver Solder — бессвинцовый. Содержит 91% олова, 6% серебра, 2% меди и 1% сурьмы

Практичны следующие составы на основе олова и серебра:

• с медью
  • Sn96,5Ag3Cu0,5 и Sn96,5Ag3,5 — плавятся при 221°C;
  • Sn96,7Ag2Cu0,8Sb0,5 — 216-222°С;
  • Sn95,5Ag3,8Cu0,7 — 217°C;
  • Sn90,5Ag2Bi7,5 — 207-212°C;
  • Sn93,5Ag3,5Bi3 — 206-213°C;

  

  Часто наносится соответствующая криптограмма

  Бессвинцовый припой индий+висмут и состав на основе олова с теми же добавками — более легкоплавкие из этой группы. Но цена на них не ниже, чем с серебром, так как металлы редкие.

  • Bi67In33 — 107-112°C;
  • Sn70Bi20In10 — 143-193°C.

  При использовании припоев с серебром, пайка получается более прочной. Эти составы хороши там, где может быть высокая механическая нагрузка. Как известно, серебро хорошо проводит электрический ток. И составы с высоким его содержанием также отличаются повышенной электропроводимостью. Так что применяют серебряный припой при пайке средств связи.

  Как отличить хороший припой

  Что такое «хороший припой» применительно к бытовому использованию? Есть определенные критерии, по которым можно сделать оценку:

  • Хорошо смачивает плату и деталь.
  • Плавится при не очень высокой температуре.
  • Дает блестящую пайку.

  Блестящая пайка — это не капризы эстетики. Это показатель того, что состав качественный и что температура нагрева была достаточной, но и без перегрева.

  Надо сказать, что цена на одну и ту же марку припоя у производителей отличаться может в разы. Но лучше не экономить, так как расход припоя не слишком большой, а время, затраченное на выполнение той же работы, отличается существенно. А еще нервы.

  Вот какие производители «трубчатого» припоя считаются хорошими:

  • TELECORE;
  • LUKEY;
  • ASAHI (АСАХИ);
  • Radiel (многими считается лучшим припоем);
  • Rexant;
  • польский Cynel;
  • польский LP;
  • польский Topex;
  • ALPHA FLUITIN;
  • Balver Brilliant.

  

  Высокочистые припои Radiel Fondam (Франция) можно считать эталоном качества

  Обычный (не трубчатый) ПОС 61 можно брать и отечественный, но под него нужен хороший флюс. Не факт что получится эта пара дешевле. Просто для пайки разных деталей надо иметь, как минимум, два-три разных диаметра трубчатого припоя. Если вы используете его редко, смысла в этом нет. А обычный припой с хорошим флюсом можно «дозировать» по желанию. Но только если у вас есть какой-то опыт. Если его, пока мало или нет совсем — берите припой с флюсом. Проще работать.

  В видео ниже сравнивается рабочая температура плавления припоя ПОС 61 с китайскими аналогами Sincon, Kaina, Kaisi, Mechanic, noname.

  Похожие публикации:

  1. Линий задержки пав какие бывают типы
  2. Озонатор для фруктов как обеззараживает как пользоваться
  3. Ir диода что это
  4. Розетка какой провод куда