Припои и флюсы для пайки незаменимы при работе с паяльником. Для того, чтобы припой хорошо растекался по поверхности соединяемых деталей, используют вещество, которое называется флюс. В зависимости от металла деталей и их размеров, крепости и герметичности соединения, необходимо выбирать определенную марку данных компонентов. Рассмотрим подробно классификацию и научимся подбирать необходимый припой и флюс для пайки.
3.2. Свойства припоев
Твердая пайка
осуществляется электроконтактным способом, графитовыми или медными электродами либо с помощью дуговой сварки. Мелкие детали паяют с помощью автогена. При электроконтактном способе припой укладывается заранее между соединяемыми деталями или вносится в соединение в процессе пайки, сварка осуществляется без присадки металла путем сплавления концов соединяемых деталей.
Для электроконтактной пайки серебряными припоями
в качестве флюса обычно служит бура. Пайка самофлюсующимися припоями, в состав которых входит фосфор, и сварка в защитной атмосфере осуществляются без применения флюса.
Припои с содержанием фосфора для пайки сталей и чугуна и соединений, подвергающихся ударам и вибрациям, из-за хрупкости паяного шва применять нельзя. Классификация и химический состав мягких и полутвердых припоев приведены в табл. 3.1.
Таблица 3.1
Классификация и химический состав мягких и полутвердых припоев
| Припой | Химический состав, % | |||||||
| Вид | Марка | Олово | Сурьма | Кадмий | Медь | Свинец | Серебро | Индий |
| Олово | О2 | 99,9 | – | – | – | – | – | – |
| Бессурьмянистые | ПОС61 | 60–62 | – | – | – | Остальное | – | – |
| ПОС40 | 39–41 | – | – | – | – | – | ||
| ПОС10 | 9–10 | – | – | – | – | – | ||
| ПОС61М | 60–62 | – | – | 1,5–2,0 | – | – | ||
| ПОСК50-18 | 49–51 | – | 17–19 | – | – | – | ||
| Малосурьмянистые | ПОССу61-0,5 | 60–62 | 0,2–0,5 | – | – | Остальное | – | – |
| ПОССу40-0,5 | 39–41 | – | – | – | – | |||
| ПОССу30-0,5 | 29–31 | – | – | – | – | |||
| ПОССу18-0,5 | 17–18 | – | – | – | – | |||
| Сурьмянистые | ПОССу95-5 | 94–96 | 4–5 | – | – | Остальное | – | – |
| Серебряные | ПСрО10-90 | Остальное | – | – | – | – | 10±0,5 | – |
| ПСрОСу8 (ВПр-6) | – | – | – | – | – | 8±0,5 | – | |
| ПСрМО5 (ВПр-9) | – | – | – | 2±0,5 | – | 5±0,5 | – | |
| ПСрОС3,5-95 | – | – | – | – | 3,5±0,4 | – | ||
| ПСрОС3-58 | 57,8±1,0 | – | – | – | – | 3±0,4 | – | |
| ПСр3 | – | 3±0,3 | – | |||||
| ПСр3Кд | – | – | 95–97 | – | – | 3,0–4,0 | – | |
| ПСрО3-97 | Остальное | – | – | – | – | 3±0,3 | – | |
| ПСр2,5 | 5,0–6,0 | – | – | – | 91–93 | 2,2–2,7 | – | |
| ПСр2,5С | – | – | – | – | – | 2,5±0,2 | – | |
| ПСр2 | 30±1 | 2±0,2 | – | |||||
| ПСрОС2-58 | 58,8±1,0 | – | – | – | – | 2±0,3 | – | |
| ПСр1,5 | 15±1 | – | – | – | – | 1,5±0,3 | – | |
| ПСр1 | 35±1 | – | – | – | – | 1±0,2 | – | |
| Индиевые | ПОСИ30 | 42 | – | – | – | 28 | – | 3 |
| ПСр3И | – | – | – | – | – | 3 | 97 | |
Физико-механические свойства мягких и полутвердых припоев приведены в табл. 3.2.
Таблица 3.2
Физико-механические свойства мягких и полутвердых припоев
| Марка припоя | температура плавления, °с | ориентировочная температура пайки, °с | плотность, кг/м³ | удельное электрическое сопротивление, мком·м | предел механической прочности при растяжении, Мпа | |
| солидус | ликвидус | |||||
| О2 | 232 | 232 | 280 | 7310 | – | 25 |
| ПОС61 | 183 | 190 | 240 | 8500 | 0,139 | 43 |
| ПОС40 | 183 | 238 | 290 | 9300 | 0,159 | 38 |
| ПОС10 | 268 | 299 | 350 | 10800 | 0,200 | 32 |
| ПОС61М | 268 | 192 | 240 | 8500 | 0,143 | 45 |
| ПОСК50-18 | 142 | 145 | 185 | 8800 | 0,133 | 40 |
| ПОССу61-0,5 | 183 | 189 | 240 | 8500 | 0,140 | 45 |
| ПОССу50-0,5 | 183 | 216 | – | 8900 | 0,149 | – |
| ПОССу40-0,5 | 183 | 235 | 285 | 9300 | 0,169 | 40 |
| ПОССу35-0,5 | 183 | 245 | – | 9500 | 0,172 | – |
| ПОССу30-0,5 | 183 | 265 | 306 | 9700 | 0,179 | 36 |
| ПОССу25-0,5 | 183 | 266 | – | 10000 | 0,182 | – |
| ПОССу18-0,5 | 183 | 277 | 325 | 10200 | 0,198 | 36 |
| ПОССу95-5 | 234 | 240 | 290 | 7300 | 0,145 | 40 |
| ПОССу40-2 | 185 | 229 | – | 9200 | 0,172 | – |
| ПОССу33-2 | 185 | 243 | – | 9400 | 0,179 | – |
| ПОССу30-2 | 185 | 250 | – | 9600 | 0,182 | – |
| ПОССу25-2 | 185 | 260 | – | 9800 | 0,183 | – |
| ПОССу18-2 | 188 | 270 | – | 10100 | 0,206 | – |
| ПОССу15-2 | 184 | 275 | – | 10300 | 0,208 | – |
| ПОССу10-2 | 268 | 285 | – | 10700 | 0,208 | – |
| ПОССу8-3 | 240 | 290 | – | 10500 | 0,207 | – |
| ПОССу5-1 | 275 | 308 | – | 11200 | 0,200 | – |
| ПОССу4-6 | 244 | 270 | – | 10700 | 0,208 | – |
| ПСрО10-90 | – | 280 | – | 7600 | 12,9 | – |
| ПСрОСу8 (ВПр-6) | – | 250 | – | 7400 | 19,7 | – |
| ПСрМО5 (ВПр-9) | – | 240 | – | 7400 | 16,3 | – |
| ПСрОС3,5-95 | – | 224 | – | 7400 | 12,3 | – |
| ПСрОС3-58 | – | 190 | – | 8600 | 14,5 | – |
| ПСр3 | – | 315 | – | 11400 | 20,4 | – |
| ПСр3Кд | 300 | 325 | 360 | 8700 | 8,0 | 54 |
| ПСр2,5 | 295 | 305 | 355 | 11000 | 21,4 | – |
| ПСр2,5С | – | 306 | – | 11300 | 20,7 | – |
| ПСр2 | – | 238 | – | 9500 | 16,7 | – |
| ПСрОС2-58 | – | 183 | – | 8500 | 14,1 | – |
| ПСр1,5 | – | 280 | – | 10400 | 19,1 | – |
| ПСр1 | – | 235 | – | 9400 | 26,0 | – |
| ПОСИ30 | 117 | 200 | 250 | 8420 | – | – |
| ПСр3И | 141 | 141 | 190 | 7360 | – | – |
Иностранные марки
Существуют и составы иностранного производства. Маркируются они по-разному, но в марке можно определить состав сплава. В качестве примера можно привести сплав Sb62Pb36Ag2, производимый американской .
В его составе 62% олова, 36% свинца и 2% серебра. Серебро в состав очень часто добавляют, чтобы увеличить текучесть после того, как припой расплавился.
Еще одним примером можно назвать продукт, производимый канадской . Маркировка его SN62/36/2 NC. Это материал в виде пасты и из маркировки следует, что состав его: 62% олова, 36% свинца, 2% серебра. NC (No Clean – безотмывочный) означает, что шарики припоя находятся внутри геля из флюса.
Полезные советы Схемы для подключения Принципы работы устройств Главные понятия Счетчики от Энергомера Меры предосторожности Лампы накаливания Видеоинструкции для мастера Проверка мультиметром
Преимущественные области применения мягких и полутвердых припоев:
О2
— лужение и пайка коллекторов, якорных секций и обмоток электрических машин с изоляцией класса H, лужение ответственных неподвижных контактов, в том числе содержащих цинк;
ПОС90
— лужение и пайка внутренних швов пищевой посуды и медицинской аппаратуры;
ПОС61
— лужение и пайка электрои радиоаппаратуры, печатных плат, точных приборов с высокогерметичными швами, где недопустим перегрев;
ПОС40
— лужение и пайка электроаппаратуры, деталей из оцинкованного железа с герметичными швами;
ПОС10
— лужение и пайка контактных поверхностей электрических аппаратов, приборов, реле;
ПОСК50-18
— пайка деталей из меди и ее сплавов, чувствительных к перегреву, в том числе пайка алюминия, плакированного медью. Пайка керамики, стекла и пластиков, металлизированных оловом, серебром, никелем;
ПОС61М
— пайка пищевой посуды, медицинской аппаратуры, электрои радиоаппаратуры, печатных плат, деталей, чувствительных к перегреву;
ПОССу61-0,5
— лужение и пайка электроаппаратуры, пайка печатных плат, обмоток электрических машин, оцинкованных радиодеталей при жестких требованиях к температуре;
ПОССу50-0,5
— лужение и пайка авиационных радиаторов;
ПОССу40-0,5
— лужение и пайка жести, обмоток электрических машин, для пайки монтажных элементов моточных и кабельных изделий;
ПОССу35-0,5
— лужение и пайка свинцовых кабельных оболочек;
ПОССу30-0,5
–лужение и пайка листового цинка, углеродистых и нержавеющих сталей. Лужение и пайка проводов, кабелей, бандажей, радиаторов, различных деталей аппаратуры и приборов, работающих при температуре до 160 °С;
ПОССу25-0,5
— лужение и пайка радиаторов;
ПОССу18-0,5
— лужение и пайка трубок теплообменников, электроламп;
ПОССу95-5
;
ПСр3Кд
— горячее лужение и пайка коллекторов, якорных секций, бандажей и токоведущих соединений электрических машин нагревостойкого исполнения и с повышенными частотами вращения. Пайка трубопроводов и различных деталей электрооборудования.
ПОССу40-2
— припой широкого назначения;
ПОССу30-2
— лужение и пайка в холодильном аппаратостроении, электроламповом производстве;
ПОССу18-2, ПОССу15-2, ПОССу10-2
— пайка в автомобилестроении;
ПОССу8-3
— лужение и пайка в электроламповом производстве;
ПОССу5-1
— лужение и пайка деталей, работающих при повышенных температурах;
ПОССу4-6
— пайка белой жести, лужение и пайка деталей с закатанными и клепанными швами из латуни и меди;
ПОССу4
—
4
— лужение и пайка в автомобилестроении;
ПОСК2-18
— лужение и пайка металлизированных керамических деталей;
ПОСИ30
;
ПСр3И
— пайка меди и ее сплавов и других металлов, неметаллических материалов и стекла с металлическими покрытиями. Пайка деталей радиоэлектронной аппаратуры. Обладает высокой жидкотекучестью и обеспечивает хорошее сцепление спаиваемых поверхностей.
Параметры мягких припоев с низкой температурой плавления приведены в табл. 3.3.
Таблица 3.3
Мягкие припои (сплавы) с низкой температурой плавления
| сплав | химический состав, % | температура плавления, °с | ||||||
| олово | свинец | кадмий | висмут | серебро | индий | солидус | ликвидус | |
| Вуда | 12–13 | 24,5–25,6 | 12–13 | 49–51 | – | – | 66 | 70 |
| Розе | 24,5–25,5 | 24,5–25,6 | – | 49–51 | – | – | 90 | 92 |
| Д’Арсе | 9,6 | 45,1 | – | 45,3 | – | – | – | 79 |
| Липовица с индием | 11,8 | 22,2 | 8,5 | 42 | – | 15,5 | – | 48 |
Примечание. Применяются в радиосхемах с полупроводниковыми приборами и в схемах, где припой используется в качестве температурного предохранителя.
Химический состав и физико-механические свойства твердых серебряных и медно-фосфорных припоев приведены в табл. 3.4.
Таблица 3.4
Химический состав и физико-механические свойства твердых серебряных и медно-фосфорных припоев
| Марка припоя | химический состав, % | плотность, кг/м3 | температура кристаллизации,°с | предел прочности при растяжении, Мпа | ||||
| серебро | Медь | цинк | фосфор | начало | конец | |||
| ПСр72 | 72±0,5 | 28±0,5 | – | – | 9900 | 779 | 779 | – |
| ПСр50 | 50±0,5 | 50±0,5 | – | – | 9300 | 850 | 779 | – |
| ПСр45 | 45±0,5 | 30±0,5 | 25+1 –1,5 | – | 9100 | 725 | 660 | 300 |
| ПСр25 | 25±0,3 | 40±1 | 35±2,5 | – | 8700 | 775 | 745 | 280 |
| ПСр71 | 71±0,5 | 28±0,7 | – | 1 ±0,2 | 9800 | 795 | 750 | – |
| ПСр25ф | 25±0,5 | 70±1 | – | 5±0,5 | 8500 | 710 | 650 | – |
| ПСр15 | 15±0,5 | 80,2±1 | – | 4,8+0,2/–0,3 | 8300 | 810 | 635 | – |
| ПМФ7 (МФЗ) | – | Остальное | – | 7–8,5 | – | 860 | 710 | – |
Параметры медно-цинковых и медно-никелевых твердых припоев приведены в табл. 3.5.
Таблица 3.5
Медно-цинковые и медно-никелевые твердые припои
| Марка припоя | химический состав, % | физические свойства | |||||||||
| Медь | никель | железо | кремний | Бор | цинк | олово | температура кристаллизации, °с | плотность, кг/м3 | предел прочности при растяжении, Мпа | ||
| солидус | ликвидус | ||||||||||
| Л63 | 62–65 | – | – | – | – | Остальное | – | 900 | 905 | 8500 | 310 |
| ЛОК59-0,1-0,3 | 60,5– 63,5 | – | – | 0,2–0,4 | – | Остальное | 0,7–1,1 | 890 | 905 | 8200 | – |
| ПЖЛ500 | Остальное | 27–30 | 41,5 | 1,5–2 | 0,2 | – | – | 1080 | 1120 | 8630 | 600 |
Параметры серебряных припоев с пониженной температурой плавления приведены в табл. 3.6.
Таблица 3.6
Серебряные припои с пониженной температурой плавления
| Марка припоя | химический состав, % | плотность, кг/м3 | температура кристаллизации, °с | ||||||
| серебро | Медь | цинк | кадмий | олово | никель | начало | конец | ||
| ПСр50Кд | 50±0,5 | 16±1 | 16±2 | 18±1 | – | – | 9300 | 650 | 635 |
| ПСр40 | 40±1 | 16,7+0,7/–0,4 | 17+0,8/–0,4 | 26+0,5/ –1 | – | 0,3±0,2 | 8400 | 605 | 595 |
| ПСр62 | 62±0,5 | 28±1 | – | – | 10±1,5 | – | 9700 | 700 | 660 |
Преимущественные области применения твердых припоев приведены в табл. 3.7.
Таблица 3.7
Преимущественные области применения твердых припоев
| Марка припоя | область применения |
| ПСр72; ПСр50 | Пайка металлокерамических контактов и различных ответственных токоведущих соединений, подвергающихся изгибающим и ударным нагрузкам |
| ПСр45 | Пайка меди и ее сплавов, нержавеющих и конструкционных сталей. Пайка короткозамкнутых обмоток роторов и демпферных обмоток высоконагруженных электрических машин. Припой обеспечивает высокую плотность и прочность паяных швов |
| ПСр25 | Пайка меди и ее сплавов, нержавеющих и конструкционных сталей, заменяет припой ПСр45 при выполнении менее ответственных соединений |
| ПСр71 | Пайка деталей аналогично припою ПСр72, но где требуется большая жидкотекучесть |
| ПСр25ф; ПСр15; ПМФ7 | Пайка меди и ее сплавов, в том числе различных токоведущих частей машин и аппаратов, не испытывающих ударных и изгибающих нагрузок |
| Л63; ЛОК59-0,1-0,3 | Пайка меди и чугуна. Паяные соединения обладают высокой прочностью и хорошо работают в условиях ударных и изгибающих нагрузок |
| ПЖЛ500 | Пайка соединений, работающих при температурах до 600 °С |
Параметры медно-фосфорных припоев приведены в табл. 3.8.
Таблица 3.8
Медно-фосфорные припои
| Марка припоя | химический состав, % | температура плавления, °с | |
| Медь | фосфор | ||
| ПФМ-1 | 90,0–91,5 | 8,5–10 | 725–850 |
| ПФМ-2 | 92,5 | 7,5 | 710–715 |
| ПФМ-3 | 91,5–93,0 | 7,0–8,5 | 725–860 |
| ПМФ7 (МФ3) | Остальное | 7,0–8,5 | 710–860 |
Примечание. Для медно-фосфорных и серебряных припоев в качестве флюса применяют буру в виде порошка или в смеси с поваренной солью.
Параметры припоев для пайки алюминия приведены в табл. 3.9, 3.10.
Таблица 3.9
Химический состав и физические свойства припоев для пайки алюминия
| Марка припоя | химический состав, % | температура плавления, °с | предел механической прочности при растяжении, Мпа | |||||
| алюминий | Медь | олово | цинк | кадмий | кремний | |||
| Кадмиевый | – | – | 36 | 40 | 24 | – | – | 85 |
| АВИА-1 | – | – | 55 | 25 | 20 | – | 20 | – |
| АВИА-2 | 15 | – | 40 | 25 | 20 | – | 250 | – |
| ВПТ-4 | 55 | – | – | 40 | – | 5 | 410 | – |
| 34-А | 66 | 28 | – | – | – | 6 | 545 | 180 |
| 35-А | 72 | 2,1 | – | – | – | 7 | 540 | 140 |
| А | – | 2,0–1,5 | 40 | 58,5 | – | – | 425 | 80 |
| В | 12 | 8 | 80 | – | – | 410 | 185 | |
| ЦО-12 | – | – | 12 | 88 | – | – | 500–550 | – |
| ЦА-15 | 15 | – | – | 85 | – | – | 550–600 | – |
Таблица 3.10
Другие припои для пайки алюминия
| Марка припоя | химический состав, % | температура полного расплавления, °с | температура пайки, °с | плотность, кг/м3 | ||||
| олово о1 | цинк | кадмий | алюминий а7 | Медь М0 | ||||
| П250А | 79–81 | 19–21 | – | – | 0,15 | 250 | 300 | 7300 |
| П300А | – | 50–61 | 39–41 | – | 0,045 | 310 | 360 | 7730 |
| П300Б | – | 80 | – | 8 | 0,5 | 410 | 700–750 | – |
Преимущественные области применения припоев для пайки алюминия П250А, П300А и П300Б приведены в табл. 3.11.
Таблица 3.11
Преимущественные области применения припоев для пайки алюминия
| Марка припоя | область применения |
| П250А | Лужение концов алюминиевых проводов, а также пайка погружением алюминиевых проводов с алюминиевыми и медными наконечниками |
| П300А | То же, пайка соединений с повышенной коррозионной стойкостью |
| П300Б | Пайка заливкой алюминиевых проводов с алюминиевыми и медными деталями |
Низкотемпературные варианты
На первом месте находится сплав ВУДА с составом: по 10% Sn и Cd, по 40% Pb и Bi, начало расплава — 65—72 C. Вторую позицию занимает припой под названием РОЗЕ, которых начинает плавиться при 90—94 C. 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 С. 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.
3.3. Классификация флюсов и система их обозначений
Паяльные флюсы
— вещества и соединения, применяемые для предотвращения образования оксидной пленки на поверхности припоя и паяемого материала, а также удаления продуктов окисления из зоны пайки. Температура плавления флюсов ниже, чем температура плавления припоя. Флюсы применяют в твердом, пастообразном и порошкообразном состоянии, а также в виде водных, спиртовых или глицериновых растворов.
Флюсы
, применяемые при пайке, классифицируются по: температурному интервалу активности; природе растворителя; природе активатора определяющего действия; механизму действия; агрегатному состоянию. В зависимости
от температурного интервала активности
паяльные флюсы подразделяются на: низкотемпературные (≤ 450 °С); высокотемпературные (> 450 °С).
По природе растворителя
паяльные флюсы подразделяются на: водные; неводные.
По природе активаторов
определяющего действия
низкотемпературные паяльные флюсы
подразделяются на: канифольные; кислотные; галогенидные; гидразиновые; фторборатные; анилиновые; стеариновые.
По природе активаторов определяющего действия высокотемпературные паяльные флюсы
подразделяются на: галогенидные; фторборатные; боридно-углекислые.
Если флюс содержит несколько активаторов, необходимо называть все активаторы. Например, канифольно-галогенидный, фторборатногалогенидный флюс.
По механизму действия
паяльные флюсы подразделяются на: защитные; химического действия; электрохимического действия; реактивные.
По агрегатному состоянию
паяльные флюсы подразделяют на: твердые; жидкие; пастообразные.
Требования к радиолюбительским флюсам
Выбор флюса — важный вопрос. Раньше использовалась только канифоль, другого флюса не было. Чем плоха канифоль — канифоль, спиртовой канифольный флюс относятся к категории активных флюсов. Первый недостаток — при высоких температурах удаляется не только оксид металла, но и сам металл. Второй недостаток — очистка платы после пайки с канифолью является большой проблемой. Смыть остатки можно только спиртом или растворителями (да и то, порой проще отковырять чем-то острым). Остатки флюса на плате не только некрасиво с эстетической точки зрения, но и вредно. На платах с малыми зазорами между проводников возможен рост дендритов (проще говоря, замыканий) вызванных гальваническими процессами на загрязненной поверхности. Каков же выход — на современном рынке материалов можно найти широкую гамму флюсов, которые смываются обычной водой, не разрушают жало паяльника и обеспечивают высокое качество пайки. Продаются такие флюсы, как правило, в шприцах, что очень удобно для использования.
