При изготовлении и ремонте электротехники постоянно требуются навыки обращения с паяльником, а для спайки используют припой и канифоль, в середине прошлого века для этих целей использовалось олово, но не в чистом виде, т. к. это весьма дорогое удовольствие, а сплавы с другими легкоплавкими металлами.
Содержание
Какие встречаются?
Что же такое припой и как надо правильно его выбирать — на практике они могут быть мягкими или твёрдыми. Монтаж любой радиоэлектронной аппаратуры происходит с применением легкоплавких вариантов.
Компоненты неизвестного происхождения отличается по следующим признакам:
- Насыщенный блеск среза говорит о высоком присутствии олова.
- Преобладание свинца гарантирует субстанции тускло-серый цвет и матовую поверхность.
- При повышенном содержании свинца изделие становится пластичным, например, проволока сечением в 6 мм без видимого услия сгибается руками.
Иногда для качественной пайки применяется уже готовая смесь — это припой в виде проволоки, а флюс запаян внутри. Производители изготавливают аналогичные субстанции с допуском флюса в пределах 1—3% от общего веса, что благоприятно сказывается на процессе пайки и увеличивает производительность труда, т. к. отпадает необходимость постоянно макать жало паяльника в баночку с флюсом.
По консистенции выпускаются двух видов: мягкий или твердый припой, а по температуре плавления различают обыкновенные и тугоплавкие типы.
Основные свойства
Смачиваемость пайки
Такой термин означает сцепление молекул жидкого расплава с твёрдой поверхностью, от степени которой зависит текучесть пайки. Для хорошей пайки жидкий припой качественно смачивает поверхность, где происходит пайка, а граница его образует острый угол.
Высохший флюс удаляется только при помощи механической зачистки, потому что появился дополнительный сплав. Если капля расплавленного вещества образует тупой угол с поверхностью, то это указывает на неудовлетворительное качество смачивания, которому противодействуют загрязнения, жировые пятна или оксидная плёнка металла.
Варианты смачиваемости поверхности пайки расплавленным флюсом.
Температура плавления
Основной критерий выбора качественных сплавов заключается в том, что они должны приходить в жидкое состояние раньше, чем соединяемые структуры, при этом температура плавления припоя существенно отличается от аналогичного показателя другого вида, например, имеющего в составе примеси свинца.
Наличие разных примесей влияет на способность плавиться при одинаковой температуре, например, ПОС-40 расплавляется при достижении 238 0С, но встречаются тугоплавкие припои и для их плавления применяются специальные приспособления.
Низкотемпературные варианты
На первом месте находится сплав ВУДА с составом: по 10% Sn и Cd, по 40% Pb и Bi, начало расплава — 65—72 0C. Вторую позицию занимает припой под названием РОЗЕ, которых начинает плавиться при 90—94 0C. Состоит: по 25% олова и свинца, а остальные 50% занимает висмут. Вышеперечисленные сплавы относятся к дорогим припоям.
Третье место среди низкотемпературных изделий занимает ПОСК-50-18, с температурой 142—145 0С. В состав этого припоя входит 50% олова, 32% свинца и 18% кадмия, что усиливает сопротивляемость коррозии, но добавляет ему токсичность.
Большую популярность у радиолюбителей имеет второй номинант (под названием РОЗЕ), но в отечественной радиоэлектронике его маркировка — ПОСВ-50, где цифры — это процент висмута. Применяется для монтажа/демонтажа и лужения чувствительных к перегреву дорожек из меди на печатных платах.
Марки мягкого вида
Припой для пайки из этой категории применяется с уже готовым флюсом, находящимся внутри проволоки, поэтому расплавление происходит одновременно. Большое распространение получило изделие с названием Третник, потому что в нём содержится треть свинца от общей величины состава. Олово, входящее в состав сплава для пайки, отличается чистой в плане экологии, поэтому разрешается применение этого вида в пищевой промышленности.
Мягкие виды припоев применяются для пайки деталей, боящихся перегрева, например: транзисторов или предохранителей. Сплав ВУДА из-за токсичности применяется в ограниченных сферах человеческой деятельности.
Отечественные сплавы маркируются аббревиатурой ПОС, но при наличии других веществ в конце добавляется буква, соответствующая названию, например, ПОСВ-33 — этот припой содержит равные части олова, свинца и висмута.
Основные технические параметры
Материалы для пайки разделяют по таким параметрам:
- Проводимость, например, припои с содержанием алюминия обладают лучшими аналогичными значениями, нежели с маркировкой ПОС.
- Прочность на усилие растяжения, единица измерения кг/мм. Этот параметр напрямую зависит от процентного содержания олова.
- Температура плавления, которая зависит химического состава.
Таблица зависимости температуры и применения от химического состава припоя.
Флюс
В продаже распространён припой с канифолью в виде полой проволоки, свитой кольцами. Аналогичного состава флюс производится из хвойных деревьев, такая субстанция приходит в мягкое состояние при нагревании до 50 °С, а при 250 °C — начинает кипеть с частичным испарением. Канифоль нужно обязательно удалять после окончания работ, иначе произойдёт окисление, а субстанция, впитывая влагу из воздуха, начнёт препятствовать исправной работе приборов.
Популярные составы
Существуют три основных категории:
- Светлого цвета канифоль применяют при соединении меди и других мягких цветных металлов; спиртовой раствор с концентрацией один к пяти применяют в труднодоступном месте спайки; а смесь глицерина и канифоли применяют для герметичной пайки.
- Флюсы, включающие спирт, вазелин или хлористый цинк, используются для прочного соединения цветных и драгоценных металлов. Применение пасты оправдано тем, что её удобнее наносить в требуемом количестве на изделие.
- Кислотно активные вещества производятся в жидком виде, например, ортофосфорная кислота, имеющая плотность 1,7.
[stextbox id=’alert’]Хранить жидкие флюсы надо в герметически закрывающихся ёмкостях, для исключения испарения.[/stextbox]
Пастообразные
Большое распространение получила паста Тиноль, которая применяется для пайки разных изделий в труднодоступных местах. Наносится лопаткой, с последующим активным нагреванием паяльником или другим, более мощным электрическим инструментом. Часто используется неопытными исполнителями, у которых нет навыков в работе с оловом и канифолью.
Использование ПОС
Первооткрыватели этого сплава были приятно удивлены, что он превращается в расплавленное состояние при меньшей температуре, а эвтектическая смесь способна играть роль растворителя для добавленного металла. Так и были разработаны самые первые марки припоев ПОС.
Свинцовые варианты
Такие смеси с содержанием свинца, отличаются мягкостью, быстрым расплавлением и лёгкой обработкой, поэтому получили название свинецсодержащие припои. Они вредны, поэтому были запрещены для использования во время спайки элементов электрических приборов по всему миру. Процент содержание кадмия, ртути, а также аналогичных вредоносных компонентов в оборудовании строго регламентировано и проверяется соответствующими организациями.
Без содержания свинца
Бессвинцовый припой не должен содержать вредного металла и считается экологически чистым, не причиняющим вреда окружающей среде и исполнителям работ по пайке. Простейшим примером служит припой оловянный, который содержит чистое олово, имеет повышенную смачиваемость и высокую электропроводность. Для борьбы с недостатками, в них добавляют медь, серебро и золото, что помогает сделать субстанцию более твёрдой.
У такого изделия повышается температура расплавления, но найти полную альтернативу стандартным видам припоя пока что не удаётся, но основным показателем является безвредность. Олово занимает главное место в химическом составе, поэтому присущие ему свойства оказывают большое влияние на припой, из-за этого температура плавления у бессвинцового припоя ниже, а материал получается более мягким.
[stextbox id=’info’]В. И. Блинов, образование ПТУ, специальность сварщик шестого разряда, допуск от НАКС к НГДО и ГО, опыт работы с 2004 года: «При отсутствии подходящего по всем параметрам варианта, во время пайки используйте марку ПСР-45, в которой содержание вредного свинца минимальное и составляет не более 0,5% от общего веса».[/stextbox]
Колофонская смола
Именно так называется общеизвестная канифоль — аморфное вещество с характерным изломом и стеклянным блеском сколов. Кроме того, что она обладает природным свойством диэлектрика, известны и такие особенности:
- хорошо растворяется в бензине, спирте, эфире и ацетоне, но остаётся безразличной к воздействию воды;
- температура плавления варьируется в пределах 50—70 градусов, но иногда повышается до 130 0C;
- в химическом составе присутствует до 90% смоляных кислот, основой является абиетиновая кислота;
- легко разрушается при незначительном механическом воздействии.
Цвет изменяется от светло-жёлтого до тёмно-бурого оттенков, что зависит от степени очистки и указывает на количество посторонних примесей. Отличные электроизоляционные свойства принадлежат смоле с лимонным окрасом.
Секреты выбора
Задача любого исполнителя состоит в создании крепкого и надёжного закрепления на плате радиодеталей, поэтому подбор припоя выполняется согласно следующим параметрам:
- Состав материалов, подвергающихся пайке — здесь надо учитывать характеристики материала, его способность к перегреву и многое другое.
- При пайке проводов или других крупных предметов применяются тугоплавкие припои.
- Иногда нужно применить припой, обладающий высокой способностью к проведению электрического тока, надо учитывать, что сопротивление олова намного меньше, чем у свинца, поэтому для спайки высокочастотных плат применяют дорогостоящие марки припоя.
В каждой конкретной ситуации исполнитель должен чётко знать соответствие припоя и соединяемого изделия, чтобы выбрать оптимальный вариант для качественной пайки.
Выводы
Сегодня в продаже встречается изобилие разных припоев, как говорится, на все случаи жизни, но выбирать следует проверенные образцы, которые помогут спаять изделие качественно и с высокой надёжностью при эксплуатации.
