Припой
Русская Українська

Припой

Припой - металл, сплав или смесь оксидов, применяется для соединения металлических, минерально-керамических и других деталей, длялудиння посуды и тому подобное. Процесс объединения деталей с помощью припоя называется пайкой. При пайке образуется прочное соединение отдельных деталей благодаря заполнению промежутка между ними жидким припоем, который имеет более низкую чем у деталей температуру плавления, с последующим его отверждением.

В каждом конкретном случае припой избирается в зависимости от физико-химических свойств материалов, из которых изготовлены сочетаемые детали; от температурных ограничений; размеров деталей; от требований по нужных качеств спая (его механической прочности, жаротривкости, коррозионной стойкости, электропроводности, долговечности и общей стоимости), а также от способа пайки и технологических условий ее осуществления.

Соединение металлических материалов выполняется с помощью металлических припоев, а металлических материалов с неметаллическими - с помощью металлических припоев с содержанием химически активных металлов (например, индия), или припоев на основе оксидов (например, склоприпои).

Важнейшими свойствами припоев всех видов является високиадгезийни и капиллярные свойства и высокая текучесть.

В зависимости от технологии осуществления пайки, размеров и особенностей спаюваних деталей, припой может иметь вид: проволоки; прутков; трубок диаметром от 0,3 до 5 мм заполненных флюсом (канифолью) специальных лент фольги, которым заранее придается форма в соответствии с размерами деталей (см. преформування припоя) порошков; паяльных паст, состоящие из порошка припоя и жидкого флюса; суспензий.

Паяльные пасты и фольга удобны для применения в условиях высокоавтоматизированного непрерывного производства электронных плат, в то время как паяльный проволока рассчитан на ручное пайки.

Слесари-сантехники часто используют припой в виде прутьев, толщина которых значительно больше, чем в проволоки в электронике. Ювелиры используют припой в виде тонких листов, которые они в дальнейшем разрезают на куски.

В любительской практике наиболее широко используются легкоплавкие припои.

При сочетании компонентов припийного сплава в специальной пропорции сплав становится длиннофокусным, что означает его способность плавиться и твердеть при одном, четко определенной температуры; НЕ эвтектические сплавы имеют заметно отличные температуры солидус и ликвидус, в промежутке между которыми они существуют в виде «кашеобразной» пасты из твердых частиц среди жидкой фазы с низкой температурой плавления. Если при пайке электрических деталей эти детали сместятся относительно друг друга в тот момент, когда припой полностью не затвердел и находится в кашеобразная состоянии, между ними может образоваться плохой электрический и механический контакт, вызванный зональной ликвацией. Во время сдвига начинается ускоренная кристаллизация припийного сплава, которая сопровождается выделением больших кристаллов с ослабленными межкристаллитными связями. В результате формируется расслоена неоднородная структура сплава с локальными точками напряжения, которые в дальнейшем способны вызвать разрушение соединения. Применение эвтектических припоев уменьшает подобные проблемы, поскольку в них ликвации не наблюдается и структура имеет однородный мелкокристаллический вид, что оказывает паяного соединения помимо прочего, лучшую противодействие ползучести и усталости и обеспечивает большую долгосрочную надежность. Но с другой стороны, свойство не эвтектических сплавов находиться в кашеобразная состоянии используется при монтаже трубопроводной арматуры, так как это позволяет корректировать распределения припоя и изменять его форму в процессе охлаждения, что позволяет убедиться в том, что между трубами образовался герметичный контакт и соединение является «сухим».

Контакт некоторых металлов и сплавов с жидким припоем может повышать хрупкость вследствие явления приведенной жидким металлом хрупкости (также известное как охрупчивания). Суть эффекта заключается в том, что в металле возникают микроскопические дефекты (микротрещины, вакансии, дивакансии, времени и т.д.), которые в дальнейшем способствуют формированию трещин и деформации твердого тела. Дефекты начинают играть роль капилляров, адсорбируют атомы поверхностно-активного вещества (припоя) и служат каналом для их дальнейшего проникновения в объем твердого тела. В результате, жидкий припой приводит к некоторому падению прочности спаянных материалов.

В технике используется значительное количество припоев с различными физическими и химическими свойствами на основе широкого набора элементов, обычно из класса металлов (например олова, свинца, меди, цинка, кадмия, никеля, индия, сурьмы и т.д.), и других веществ (обычно оксидов, как, например, усклоприпоях).

Припои на основе оловянно-свинцовых сплавов очень широко использовались в прошлом и до сих пор производятся. Они особенно удобны при ручном пайке, но свинец что входит в их состав может негативно влиять на окружающую среду. По этой причине осуществляется постепенный переход на бессвинцовые припои, которые, однако, по разным причинам менее пригодными для ручного применения (см. Безсвинцовый припой).

По различным свойствам припои могут делиться на жаропрочные, теплостойкие, кислотостойкие, испеченные, композиционные и тому подобное. Самой распространенной является классификация припоев за температурами плавления.

В повседневном обиходе под термином припой чаще всего понимается только группа мягких припоев с диапазоном температур плавления от 90 до 450 ° C. По температурами плавления они делятся на:

  • особливолегкоплавки (менее 145 ° C);
  • легкоплавкие (от 145 до 450 ° C).

Пайка с использованием таких припоев называется мягким или низкотемпературным. Такой тип припоев обычно применяется в электронике, в сантехнике (при монтаже трубопроводной арматуры) и при соединении металлических частей с большой площадью контакта (листовые материалы) и малыми механическими нагрузками. Самые популярные в данной категории сплавы имеют температуры плавления от 180 до 190 ° C. Ручная пайка мягких припоев осуществляется с применением паяльника или паяльной лампы.

Припои с температурой плавления выше 450 ° C называются жесткими, и в соответствии с температур плавления делятся на:

  • середньоплавки (от 450 до 1100 ° C);
  • высокоплавкие (от 1 100 до 1850 ° C);
  • тугоплавкие (более 1850 ° C).

Пайка с использованием таких припоев называется твердым или высокотемпературным, а инколисрибним. Чаще всего в качестве твердых припоев выступают сплавы меди с цинком или с серебром.

Серебряный припой часто применяется в производстве для соединения металлических деталей, зварюванняяких есть по разным причинам невозможно. Сплавы, используемые при этом, содержат высокую долю серебра (до 40%) и могут содержать кадмий.

В ювелирном деле применяется специальные твердые припои, которые проходят металловедческих экспертизу. Они содержат высокую концентрацию тех металлов, для спаивания которых они предназначены и при этом не имеют в своем составе свинца. Эти припои отличаются по твердости и определяются как «эмалировочных», «твердые», «средние» и «легкие». Припои для эмалирования имеют высокую температуру плавления, несколько ниже чем у основного материала, для предотвращения непринужденного отпайки соединения в процессе эмалирования. В процессе изготовления изделия, припои других типов используются в порядке убывания степени их «жесткости», для предотвращения отпайки уже существующих швов и соединений в процессе пайки новых участков. Легкий припой также часто используется при ремонте по тем же причинам. Флюс или «ювелирные румяна» (оксид железа (III), известный как «железный сурик») также применяется для предотвращения отпайки соединения.

При пайке припоями необходимо применять более эффективные методы нагрева чем звичайнипаяльникы. Пригодным для этого электрическим прибором есть специальные клещи для электроконтактной пайки, в которых соединяемые детали зажимаются между угольными электродами и через них пропускается большой ток. Также могут использоваться аппараты газовой сварки, устройства для индукционного плавления вихревыми токами, а в отдельных случаях и паяльные лампы.

Катушка припоя ПОС-60 (Sn60Pb40).

Котушка припою ПОС-60 (Sn60Pb40).
Оловянно-свинцовые припои, также называются «мягкими», доступные с весовыми концентрациями олова от 5% до 70%. Чем больше концентрация олова, тем выше в припоя становятся его предел прочности предел смещения. При пайке электрических цепей используются припои ПОС-60 (60/40, Олово / Свинец, Sn / Pb), плавящийся при 188 ° C и ПОС-63 (63/37, Sn / Pb), который применяется в основном в электронике и электротехнике . Припой ПОС-63 является евтектичнимсплавом, который:
имеет самую низкую точку плавления (183 ° C) по всем оловянно-свинцовых сплавов;
имеет четкую температуру плавления, которая является «точечным» значением, а не числовым диапазоном.
Добавление олова, которое является материалом дороже свинец, улучшает увлажняющие свойства припийного сплава; смачивающая способность самого свинца низкая. Оловянно-свинцовые припои с высокой концентрацией олова широкого применения не находят, поскольку все желаемые рабочие характеристики полностью обеспечиваются дешевле припоями с высоким содержанием свинца.
Поверхность припоя ПОС-60 (Sn60Pb40) окисляется с образованием сложной четырехслойной структуры: сверху оксид свинца (IV), под ним слой оксида олова (II) с мелко распыленным свинцом, после которого слой оксида олова (II) с мелко разбросанными оловом и свинцом, а под ними расположен сам припийний сплав.
В странах Запада до 1980-х годов многие сантехнических работ выполнялись с использованием оловянно-свинцовых припоев. Они имели повышенное содержание свинца, как правило 50/50. Преимущество такого припоя заключалась в том, что он твердо медленнее, что позволяло равномерно «растереть» припой по всему соединению и тем самым убедиться в его герметичности. Перед началом такого пайка трубы физически стыковались между собой. После осознания всех опасностей отравления свинцом, в трубопроводных сетях свинцовые трубы были заменены медными, но при выполнении подключений, свинцовый припой некоторое время все еще продолжал использоваться, поскольку считалось, что количество свинца, который может попасть при этом в воду, при условии правильного пайки, незначительна. Стоит отметить, что свинец и медь образуют электрохимическую пару, в свою очередь прискорюекорозию олова и свинца, но олово при этом оказывается защищено слоем нерастворимого оксида. Поскольку свинец был признан вредным для здоровья даже в малых количествах, в припоях для сантехнических работ был заменен серебром (пищевого качества) или сурьмой, иногда с добавлением меди, а долю олова были повышены (см. Безсвинцовые припои.)
В электронике, детали на печатных платах соединяются с проводниками и, соответственно, другими деталями с помощью припоя. Соединение компонентов, предназначенных для поверхностного монтажа, очень маленькие, из-за чего в этих областях распространились паяльные пасты, сильно потеснили классический припой в твердом виде.
В целом, качества и свойства оловянно-свинцовых припоев хорошо согласуются с требованиями радиоэлектронной промышленности. Однако, тем не менее, их применение сопровождается рядом проблем:
Оловянно-свинцовые припои легко растворяют золотые покрытия на печатных платах и ​​образуют при этом хрупкие интерметаллиды].
Свинец, а в известной мере и олово, в том виде, в котором они представлены в припоях, содержат в себе малые, но ощутимые количества примесей радиоактивных изотопов. Радиоизотопы, с которыми видбуваетьсяальфа распад составляют проблему, поскольку могут вызвать аппаратные ошибки в работе оборудования. Особенно проблемным является полоний-210; свинец-210 путем бета розпадуперетворюеться на висмут-210, которой в дальнейшем, также через бета распад, превращается в полоний-210, который является активным излучателем альфа частиц. Уран-238 и торий-232 также являются значительными загрязнителями сплавов с содержанием свинца.
Вместе с ростом плотности монтажа электронных компонентов и уменьшением их размера, уменьшаются также контактные площадки плат, где осуществляется пайки, и промежутки между ними. Достигнутые в настоящее время плотности тока превышают 104 A / см2, из-за чего возникают проблемы, связанные с электромиграции. При таких плотностях тока, шарики оловянно-свинцового припоя (сплав Sn63Pb37), образуют на анодах небольшие бугорки, а на катодах - полости; рост при этом концентрации свинца на анодах, приводит к выводу, что свинец является основным мигрирующим компонентом припоя.
Массовое производство бытовой электроники без хорошо налаженной системы ее утилизации может приводить к накоплению в окружающей среде свинца, который является токсичным веществом. В связи с повышением внимания общества к вопросам экологии, оловянно-свинцовые припои постепенно заменяются безсвинцовая припоями.
Стоит отметить, что удельное электрическое сопротивление свинцовых припоев в 8-9 раз больше, чем у меди, из которой в электронике в основном изготавливаются проводники (см. Дополнительные свойства припоев).
Легкоплавкие припои, распространены в приборостроении
МаркаТемпература плавления,оСОбласть применения
Примечание к марок припоя: буквы ПОС - припои оловянно-свинцовый, цифры - содержание олова в процентах.
ПОС 90 222 Пайка деталей и узлов, которые в дальнейшем подвергаются гальванической обработке (серебриння, золочение)
ПОС 61 190 Лужение и пайка тонких спиральных пружин в измерительных приборах и других ответственных деталей из стали, меди, латуни, бронзы, когда недопустимо или нежелательно высокий нагрев в зоне пайки. Пайка тонких (диаметром 0,05-0,08 мм) обмоточные провода, в том числе высокочастотных, выводов обмоток, радиоэлементов и микросхем монтажных проводов в полихлорвиниловой изоляции, а также пайки в тех случаях, когда требуется повышенная механическая прочность и электропроводность.
ПОС 50 222 То же, но когда допускается более высокий нагрев, чем при применении ПОС 61
ПОС 40 235 Лужение и пайка тонкопровидних деталей ответственного назначения, наконечников, соединения проводов с лепестками, когда допускается более высокий нагрев, чем при ПОС 50 или ПОС 61
ПОС 30 256 Лужение и пайка механических деталей неответственного назначения с меди и ее сплавов, стали и железа
ПОС 18 277 Лужение и пайка при пониженных требованиях к прочности шва, деталей неответственного назначения с меди и ее сплавов, оцинкованного железа, стали
ПОССк 4-6 265 Лужение и пайка деталей из меди и железа попусканням их в ванну с расплавленным припоем
ПОСК 50 145 Оловянно-кадмиевый припой для пайки деталей из меди и ее сплавов, не допускает локального перегрева. Пайки полупроводниковых приборов
ПОСВ 33 130 Оловянно-бисмутовий припой для пайки плавких предохранителей
ПОСК 47-17 180 Оловянно-кадмиевый припой для пайки проводов и выводов элементов к слою серебра, нанесенного на керамику методом впалювання
П200А 200 Оловянно-цинковый припой для соединения тонкостенных деталей из алюминия и его сплавов
П250А 250 То же
Сплав Розе 92-95 Пайка, когда требуется особенно низкая температура плавления припоя
Сплав д'Арсенваля 79 То же
Сплав Вуда 60 То же

 

Каталог продукции

Защитные устройства на изоляторы

Арматура для СИП

Резинотехнические изделия

Маслопоказатели

Припои и флюсы

Другая продукция для облэнерго

Изделия из цветных металлов

Дорожная продукция

Электроплиты промышленные

Все для электроотопления

День энергетика
Охрана белого аиста
Мы открылись



Фактический адрес:

 

г. Ровно

ул. Вячеслава

Чорновола 39

Юридический адрес:

 

г. Ровно

ул. Вячеслава

Чорновола 39

Контактные телефоны:

+38(098)461-10-65

+38(067)360-21-07

+38(099)202-66-03 

Ф:8(0362)60-86-33 

 

Електронная пошта: