Чем отличается припой от настоящего олова?
Припои в своем составе, кроме олова, могут содержать добавки. Припой бывает оловянно-свинцовый или оловянно-свинцово-висмутовый. Оловянно-свинцовый припой считается легкоплавким, температура плавления от 145 градусов до 450. Добавка висмута делает припой еще более легкоплавким, температура плавления менее 145 градусов. На каждый вид припоя есть свой ГОСТ и своя область применения. Для пайки деталей электро и радиоаппаратуры применяют припой ПОС-40, для пайки пищевой посуды и медицинской аппаратуры применяют припой ПОС-90. Есть свои ГОСТы для припоев для пайки цинковых листов, радиаторов, труб, холодильников, белой жести. У всех этих видов припоев разные физико-механические свойства.
комментировать
в избранное ссылка отблагодарить
Припои: особенности и разновидности
Припой является важным компонентом пайки. Это расходный материал, который соединяет между собой ножки радиодеталей и контакты дорожек на плате, скрепляет две металлические детали либо же заполняет прорехи в металле при реставрации эмалированной посуды. Соединение происходит благодаря затвердеванию припоя, который наносится между соединяемыми поверхностями в расплавленном виде — поэтому температура его плавления должна быть меньшей, чем температура плавления скрепляемых деталей.
В качестве припоя используются металлы или сплавы металлов, к которым могут добавляться примеси других металлов с целью изменения свойств. Например, температуры плавления, прочности, смачиваемости. Разумеется, процентное соотношение металлов также варьируется. Поэтому ассортимент припоя огромен.
Универсальных припоев не существует, ведь он должен иметь характеристики, соответствующие соединяемым деталям, а также отвечать требованиям эксплуатации.
Основными свойствами припоя считаются смачиваемость и температура плавления. От первого параметра зависит то, насколько хорошо жидкий припой будет растекаться по поверхности и заполнять все полости. Второй параметр влияет на температуру нагрева жала или потока горячего воздуха, а также на соединяемые элементы. Из-за этого припой должен иметь меньшую температуру плавления, чем спаиваемые детали, иначе они оплавятся и контакт ухудшится.
Температуру плавления припоя разделяют на два порога: нижний и верхний. Нижний порог температуры обозначает начало плавления легкоплавких компонентов припоя. Верхний порог указывает температуру, при которой весь припой переходит в жидкое состояние. Интервал между этими состояниями называют интервалом кристаллизации припоя. При нанесении припоя с температурой кристаллизации место пайки будет хрупким, а соединение может быстро разрушиться. Также следует знать, что до окончательного затвердевания припоя паянное соединение нельзя подвергать нагрузкам.
К другим физико-механическим свойствам припоев относят удельное электрическое сопротивление, сопротивление разрыву, плотность, теплопроводность, твёрдость.
Разновидности припоев
Существует большое разнообразие припоев. Оно определяется температурой плавления, наличием свинца, количеством компонентов, а также формой выпуска. Кроме того, припои отличаются составом.
Температура полного расплавления у каждого припоя своя, однако по данному параметру припои классифицируются на два типа: мягкие и твёрдые. К мягким (или легкоплавким) относят припои, температура плавления которых составляет не более 300°С. К твёрдым (или тугоплавким) — припои с температурой плавления от 300°-450°С. При этом эти две группы припоев отличаются свойствами. Так, предел прочности мягких припоев находится в пределах 16-100 МПа, тогда как у твёрдых он составляет 100-500 МПа.
В зависимости от наличия свинца припои делятся на свинцовые и бессвинцовые. Это вызвано тем, что свинец является токсическим веществом. Поэтому в последнее время они стали замещаться бессвинцовыми сплавами, которые менее опасны для человека.
Такой параметр, как количество компонентов редко встречается в классификации, поскольку большинство современных припоев состоят из двух или трёх металлов, но в качестве припоя может использоваться и одно олово. Хотя, из-за его дороговизны, одно олово, как правило, не применяется в роли припоя.
Форма выпуска припоев тоже может быть разной. Она отличается в зависимости от типа припоя. Так, мягкие или легкоплавкие изготавливают в виде проволоки разного диаметра (от 0,25 мм до 3 мм), намотанной на катушку или упакованной спиралью в колбе. Изредка могут поставляться в виде прутков. Существуют мягкие припои в виде шариков для поверхностного монтажа BGA компонентов с помощью бесконтактной пайки. Твёрдые или тугоплавкие припои также делают в виде катушек с намотанной проволокой. Некоторые разновидности твёрдых припоев производят в виде зёрен, полос или прутков.
Ещё одним параметром можно считать состав. Причём это касается не только основных компонентов, ведь в состав припоя в небольших количествах (десятые, сотые или даже тысячные части процентов — 0,002% или 0,1%) входят примеси. Например, в оловянно-свинцовых припоях могут присутствовать сурьма, висмут, мышьяк, железо, никель, цинк и другие химические вещества. Кроме этого, в состав припоя может входить флюс или канифоль (используется для очистки поверхностей от окислов и улучшения растекаемости припоя). Припои с флюсом в своём названии могут иметь приставку «flux» или букву «Ф» (если марка припоя указывается по советскому стандарту).
Легкоплавкие (мягкие) припои
Наиболее распространёнными припоями являются легкоплавкие, или мягкие. Как понятно из названия, они плавятся при относительно небольших температурах. К ним относят припои, верхний порог плавления которых составляет 300°С или 400°С (хотя некоторые виды легкоплавких припоев могут плавиться при температурах 180°-280°С, при этом бывают и низкотемпературные составы, которые расплавляются при температурах 60°-95°С). Такие припои удобны в работе, поскольку с ними можно работать паяльником. При этом, у мягких припоев есть недостаток — меньшая прочность (в сравнении с твёрдыми припоями). Из-за этих особенностей данный вид припоя применяется промышленностью для пайки изделий, деталей и устройств, которые в процессе эксплуатации не будут подвергаться воздействию высоких температур и большим механическим нагрузкам. Кроме того, такие припои распространены среди радиолюбителей — как при ремонте радиоэлектроники, так и при создании новых приборов.
Чаще всего такие припои являются сплавами олова и свинца в разных пропорциях (олово 40%, свинец 60%; олово 50%, свинец 50%; олово 60%, свинец 40%; олово 61%, свинец 39%; олово 63%, свинец 37%). Обозначаются маркой «ПОС» (припой оловянно-свинцовый).
Также существуют трёхкомпонентные оловянно-свинцовые припои. В их состав добавляют висмут или сурьму (олово 25%, свинец 25%, висмут 50% (сплав Розе); олово 33.4%, свинец 33.3%, висмут 33.3%; олово 40%, свинец 58%, сурьма 2%). Легкоплавкие припои с добавлением висмута обозначаются аббревиатурой «ПОСВ». Припои с добавлением сурьмы маркируются «ПОССу».
Впрочем, из-за токсичности свинца, начали выпускать бессвинцовые припои. И даже больше — в Европе и США в 2006 году была принята директива RoHS, запрещающая использование припоев с содержанием свинца при производстве электроники. Однако в сравнении с обычными, оловянно-свинцовыми припоями, бессвинцовые составы требуют соблюдения особенных технологических мер. Зато такие припои можно использовать для пайки медных труб в системах питьевого водоснабжения.
Основным компонентом таких припоев является олово (до 96-98% содержания), к которому добавляют медь, серебро, висмут, индий, цинк. Бессвинцовые припои бывают двух-, трёх- и даже четырёхкомпонентными. Наиболее распространёнными являются припои с следующим составом: олово 97%, медь 3%; олово 96,5%, серебро 3%, медь 0,5%; олово 95,5%, серебро 3,8%, медь 0,7%; олово 96,5%, серебро 3,5%; олово 98%, серебро 2%. По сравнению с оловянно-медными припоями лучшими качествами, как по смачиваемости, так и по прочности, обладают серебросодержащие.
Тугоплавкие (твёрдые) припои
Тугоплавкие, или твёрдые, припои являются паяльными расходными материалами, которые характеризуются высокой температурой плавления — от 450°С. Помимо высокотемпературной пайки, а соответственно, и необходимости использования особенного паяльного оборудования, такие припои отличаются от мягких повышенной прочностью. Пайка твёрдыми припоями применяется для соединения стальных и медных труб, радиаторов и кузовов в автомобилях (как альтернатива сварке), для пайки самоваров, ювелирных изделий.
Для пайки тугоплавкими припоями не подойдут паяльники для контактной пайки, ведь температура плавления таких припоев может достигать 1000°С, поэтому для такой пайки используют газовые горелки, индукторы и печи.
В качестве твёрдого припоя может использоваться технически чистая медь. Однако чаще встречаются припои из сплава меди с другими металлами — оловом, цинком, серебром. При этом большинство дополнительных компонентов снижают температуру плавления.
К высокотемпературным припоям относят медно-цинковые (ПМЦ), медно-фосфорные (ПМФ), медно-серебряные и серебряные (ПСР): медь 40-45%, цинк 53-58%, примеси до 2%; медь 45-49%, цинк 49-53%, примеси до 2%; серебро 10%, медь 52-54%, цинк 38%; серебро 45%, медь 20-30%, цинк 25-35%; серебро 25%, медь 39-41%, цинк 34-36%; серебро 70%, медь 25-26%, цинк 4-5%.
Из разнообразия твёрдоплавких припоев можно выделить серебрянные. Они способны спаять разные маталлы — медь, серебро, сталь.
Какой припой выбрать?
При выборе припоя следует руководствоваться такими критериями, как способ пайки, прочность, температурная стойкость спаиваемых деталей и температура плавления припоя. Так, для пайки тонких обмоточных проводов (диаметром 0,05-0,08 мм) или спиральных пружин в контрольно-измерительных приборах можно воспользоваться припоем ПОС-61 (Sn61Pb39). Такой состав обладает отличной электропроводностью и повышенной механической прочностью. Для пайки плавких предохранителей подойдёт припой ПОСВ-33. При пониженных требованиях к прочности шва и в случае повышенного нагрева можно паять припоями ПОС-18, ПОС-30, ПОС-40.
Виды припоя (ПОС30, ПОС40 и ПОС61)
Припои принято делить на две группы: мягкие и твёрдые. К мягким относятся припои с температурой плавления до 300 °C, к твёрдым — выше 300 °C. Кроме того, припои существенно различаются по механической прочности. Предел прочности мягких припоев составляет диапазон от 50 до 70 МПа, пайка осуществляется путём погружения материалов в расплавленный металл или паяльником.
Твёрдые сплавы имеют высокий предел прочности свыше 500 МПа, пайка ведётся электроконтактным способом, медными, графитовыми электродами, методом дуговой сварки или автогеном в случае соединения мелких деталей. Основными элементами высокотемпературных припоев являются никель, серебро, цинк, медь. Наиболее универсальными являются сплавы ПСр на основе серебра, используемые для пайки всех металлов, кроме легкосплавных, магния и алюминия. Они отличаются пластичностью, прочностью, коррозионной стойкостью, высокой температурой плавления.
Мягкими припоями являются оловянно-свинцовые сплавы (ПОС) с содержанием олова от 10 (ПОС 10) до 90 % (ПОС 90), остальное свинец. Проводимость этих припоев составляет 9—15 % чистой меди. В этих низкотемпературных сплавах основным элементом являются сурьма, свинец, олово. За счёт большого содержания свинца, вызывающего сильную коррозию, оловянно-свинцовые припои неприемлемы для лёгких сплавов. Плавление этих припоев начинается при температуре 183 °C (температура эвтектики системы олово-свинец) и заканчивается при следующих температурах:
- ПОС 15 — 280 °C.
- ПОС 25 — 260 °C.
- ПОС 33 — 247 °C.
- ПОС 40 — 235 °C.
- ПОС 60 — 191 °C.
- ПОС 90 — 220 °C.
Припои ПОС 61 и ПОС 63 плавятся при постоянной температуре 183 °C, так как их состав практически совпадает с составом эвтектики олово-свинец. Припой ПОС 61 (ГОСТ 21931-76) состит из олова (Sn): 59-61 % и свинца (Pb): 39-41 %. Припой ПОС 40 (ГОСТ 21931-76) — из олова (Sn): 39-41 % и свинца (Pb): 59-61 %.
Припой для пайки должен быть достаточно тонким, чтобы предотвратить случайное применение слишком большого количества припоя при пайке, но и достаточно толстым, чтобы быть собранным в катушку. Кроме того, толщина припоя влияет на на скорость пайки и Ваше удобство. Толщина припоя зависит и от количества флюса, кислоты, которая удаляет оксиды. Ведь важно, чтобы припой мог присоединиться к металлу в процессе пайки. Присадки помогают припою распространиться по поверхности и проникнуть глубоко и прочно в припаиваемые детали. Припой действует не только в качестве соединителя, но и в качестве защитного покрытия, чтобы удержать кислород вне металла.
Эти моменты стоит учитывать потому, что это необходимо: припой не должен морозить жало паяльника на стыке, а должен создавать металлическую связь между контактами путем расплавления припоя. К сожалению, почти все металлы окисляются на воздухе и образуют окисленный слой. Припой защищает металлы от смачивания и связывания с ними кислорода. Что такое окисление?
Окисление — процесс, когда кислород (или другие окислители, например, сера) сочетается с материалами, образуя оксиды. Наглядно это видно, когда кусочки яблока буреют, железо ржавеет, медь получается черной или зеленой. Когда железо ржавеет, оксиды отслаиваются до тех пор, пока от железа ничего не останется. Напротив, алюминий окисляется очень быстро, при этом оксидная пленка на поверхности защищает металл от дополнительного окисления. Золото остается блестящим, потому что не окисляется, и его легко паять. Припои, а также никель или хром (никелирование и хромирование) образуют антиоксидную пленку на поверхности металла и защищают от ржавчины.
Окисление происходит гораздо быстрее при более высоких температурах. Припои, содержащие небольшое количество свинца, как правило, требуют наличие флюса. Они разработаны для пайки на более высоких температурах. Недостатком является то, что более агрессивный способ пайки вызывает после пайки коррозию. При агрессивной пайке, когда припой быстро цепляется к поверхности, остатки чистятся алкоголем при помощи безворсовой салфетки. Жидкий флюс может существенно помочь Вам в процессе монтажа. При пайке компонентов флюс способствует распространению тепла по поверхности, а также защищает металл от кислорода.
Оловянно-свинцовые припои имеют более низкую температуру плавления, чем отдельно свинец или олово. Бессвинцовые припои ныне начинают пользоваться большим спросом. По состоянию на 1 июля 2006 года, европейские законы гласят, что новая электроника должна быть почти полностью без свинца. Пока еще нет американских законов (кроме Калифорнии), обязывающих производителей техники удалять свинца, но большинство производителей переходят на новые правила. Причина кроется во вредности свинца. Ведущий фактор — свинец присутствует в дыме от припоя. Бессвинцовый припой, как правило, плавится при более высокой температуре.
- Posted on 02.12.2014
- Author admin
- Categories Новости
Чем припой отличается от олова?
В припое, кроме олова, содержатся и другие элементы, например, свинец, висмут, кадмий, медь, алюминий, цинк и т. п.
олово входит в состав припоя.
Max TheoristosМыслитель (9286) 6 лет назад
не во всякий.
конечно, припой надо говорить.
даже если это реально чистое олово, то сегодня оно чистое, а завтра состав изменят и что-то добавят, а ты так и будешь говорить олово.
Ну и серебром тоже паяют.
Тем, что припой бывает разным и содержит не только олово.
Потому, что если бы говорили «свинец» или «кадмий» , люди бы расстроились, побросали все паяльники и перестали паять !
Если бы говорили «серебро» – люди бы обрадовались и растащили бы нахрен весь припой . и нечем было бы паять !
А «олово» – простенько, со вкусом. Люди спокойно паяют, по напрасну не нервничают.
Источник: щЮтка..
Припой и олово — не одно и то же. Кстати так же, как флюс и канифоль.
В зависимости от того, что нужно спаять, припой может не содержать олова вообще. Как и флюс — канифоли.
Чистым оловом паять нельзя, оно на морозе от оловянной чумы рассыпается.
Припой — это паяльный СПЛАВ, содержащий олово
ничем и всем . припой применение имеет а олово — просто металла название . олово тоже припой . припой может быть из чистого олова .
оловянная фляга собирается из оловянной фольги и паяется оловянным припоем состоящем из чистого олова 🙂
Припой как правило это специальный сплав нескольких металлов вместе. Припои бывают разные, даже с золотом, серебром, железом. Они высокотемпературные. Их много,
есть специальные справочники. Самый распространенный в области электроники- оловяно- свинцовый. ПОС. Они тоже делятся по маркам. Например ПОС 61 содержит 61 % олова и 39% свинца. ПОС-30, содержит 30% олова и 70 % свинца. Чем выше содержание олова в ПОС, тем легче его расплавить. Олово- это металл. Чистое хрустит при сжатии. Оно более легкоплавкое, но стоит гораздо дороже ПОС. Имеет свойство разрушатся. Оловяная болезнь. Про нее читайте интернет. Я и так достаточно вам рассказал.