Что такое припой и как он используется при пайке

Принцип работы припоя

Задача этого состава для пайки — скрепить металлические элементы, проводники или создать герметичную поверхность, закрывающую, например, отверстие в металле. Принцип действия основан на низкой температуре плавления. При нагревании до 180 и более градусов состав становится пластичным и даже текучим. Спаиваемые металлические элементы при этом остаются жесткими, так как начинают плавиться при более высоких температурах. Например, сталь становится пластичной при 1300 °C.

Наиболее эффективными легкоплавкими металлами оказались олово и свинец. Они сравнительно дешевы, обладают хорошими антикоррозийными свойствами. Но главное — легко плавятся при температуре чуть выше 200 °C.

Перед пайкой место проведения работ обрабатывается флюсом. Он позволяет удалить оксидную пленку и улучшает адгезию сплава олова и свинца со спаиваемыми деталями. Состав разогревается и наносится на место спайки. А после охлаждения затвердевает.

Припой обладает высокой токопроводностью. Удельное сопротивление олова сравнимо с аналогичным показателем железа — 0,114 Ом×мм2/м. Это позволяет рекомендовать его для пропайки контактов печатных плат, радиодеталей и микросхем.

Сплав устойчив к коррозии. Он защищает от коррозийных процессов место спайки проводников. Контакт между ними сохраняется долгое время даже при сложных условиях эксплуатации платы: повышенная влажность, отрицательные температуры.

При спайке фитингов труб, в том числе медных, припой выполняет две функции:

• обеспечивает прочность соединения;

• позволяет сделать шов герметичным.

Какой припой лучше использовать для пайки

Выбор вида припоя зависит от рода работ и спаиваемых металлов. Для большинства задач подходит состав ПОС. Его маркировка содержит две группы букв и цифр.

• Первая, ПОС, означает припой из олова и свинца. Также есть другие обозначения: ПОСу — олово и сурьма, ПОССу — то же плюс свинец.

• Цифра в конце маркировки означает процент содержания олова. Чем больше, тем выше доля металла в сплаве.

Важный показатель выбора припоя для пайки — температура плавления. Эта характеристика связана с твердостью состава. Поэтому выделяют два вида составов:

• Мягкий. К этой группе относят припой для пайки, имеющий температуру плавления до 300 °C. Еще одна характеристика — выдерживаемое усилие на разрыв. Для мягких составов она не превышает 100 МПа.

• Твердый. К этому классу относятся сплавы с температурой плавления свыше 300 °C. Они прочнее мягких. Выдерживают на разрыв более 100 МПа. Особо прочные составы — до 500 МПа.

Большинство разновидностей ПОС имеют температуру плавления от 183 до 280 °С. На этот параметр влияет прежде всего содержание олова. Чем выше число в маркировке, тем ниже температура плавления. Например, для ПОС-15 она составляет примерно 280 °C, а для ПОС61 — 183 °C. Для чистого свинца, для сравнения, температура плавления может достигать 387 °С, а для олова — примерно на 150 градусов ниже — 231 °C.

Российские стандарты для ПОС и их применения приведены в следующей таблице.

Для применения в электротехнике используются припои, содержащие около 40% свинца. Например, радиолюбители чаще выбирают марку ПОС-60. Его температура плавления невысока, что позволяет снизить риск для капризных к перегреву электронных компонентов при пайке.

А вот для лужения и заделывания дыр в посуде, наоборот, применяют ПОС-90, в котором свинца всего 10%. Этот металл токсичен, его контакт с пищевыми продуктами нежелателен.

Иностранные производители маркируют свои составы несколько иначе, но принцип указания процента олова и свинца сохраняется. Например, Sn60Pb40. Маркировка означает, что в сплаве в долях 60 к 40 участвуют два металла: легкоплавкое олово и более устойчивый к нагреванию свинец. 

Также в состав добавляют серебро, обозначается Ag. Такой сплав можно использовать для пайки посеребренных проводников. Есть составы с медью, обозначение — Cu. В обоих случаях процент содержания не превышает 2% по массе.

Пример таблицы для припоя иностранного производства. 

Имеют ли иностранные составы для пайки преимущество перед отечественными? Они стоят дороже. Качество зависит от производителя и завода.

При регулярных работах большого объёма имеет значение стоимость состава. В этом смысле более рентабельными оказываются те, которые содержат около 60% олова и 40% свинца, отечественных заводов.

Специальные припои и пасты для пайки фитингов труб

Для пайки фитингов используются припои с содержанием серебра. Это особенно важно при монтаже трубопроводов для подачи питьевой воды. Универсальные составы предназначены для работы с медью, латунью и бронзой.

Разогреваются они с помощью газовых горелок. Температура плавления у мягких составов — 230-250 C°. У специальных твердых может достигать 710 °C и выше. Такие используются для пайки трубопроводов, в том числе собранных без фитингов, по которым движется разогретый теплоноситель. Твердый припой также применяется в гидравлических системах, эксплуатируемых при высоких температурах и повышенных механических нагрузках.

Эффективная пайка фитингов труб достигается использованием твердых и мягких припоев с флюсами и пастами от одного производителя. Широкая линейка есть у бренда ROTHENBERGER, товары которого представлены в каталоге интернет-магазине Тул Импэкс.

При работе с мягким припоем Ротенбергер 1S используется паста РОСОЛ 1S. А с твердым составом номер 3 — паста ROSOL 3.

В ассортименте компании есть специализированные твердые составы для капиллярно-щелевой пайки труб. Например, Ролот S 2.

Варианты поставки припоя

Чаще всего припой поставляется в виде проволоки или достаточно толстых жгутов из металла. Сплав мягкий. Это позволяет отрезать нужный по размеру кусок. 

Для профессиональной и регулярной работы выгоднее катушки с намотанной на них проволокой из олова и свинца, для труб — с добавлением серебра. Стоимость в расчете на грамм веса дешевле, запаса хватит надолго, хранение компактно. На катушке намотано до 1 кг и более проволоки.

Популярно исполнение припоя в виде тонкой проволоки с флюсом в сердцевине. По массе — около 2,3%. Это позволяет обработать спаиваемые проводники до начала пайки. Не нужно иметь отдельную емкость с флюсом, что удобно.

В Москве купить припой для пайки можно в интернет-магазине Тул Импэкс. Менеджеры помогут выбрать нужный состав, подберут флюс, другие материалы.