Припой для пайки меди

Технология

Как уже говорилось, пайка нержавеющей стали — это трудоемкий процесс, выполняя который, необходимо прилагать определенные усилия. Пока разогревается паяльник, необходимо тщательно подготовить обрабатываемую поверхность:

зачистить при помощи шкурки (важно не переусердствовать и не повредить изделие, поскольку от интенсивных действий появляются видимые царапины);
провести обезжиривание специальным раствором, уайт-спиритом или ацетоном;
обработать поверхность имеющимся флюсовым составом.

К тому времени, как эти процедуры будут завершены, паяльник уже будет разогрет. Это значит, что можно смело переходить к процессу пайки. Если припой мягкий, то разогреть поверхность можно жалом паяльника. При жестком припое лучше использовать газовую горелку

Здесь очень важно контролировать уровень кислорода, поскольку его избыток может испортить результат работ

Когда поверхность будет прогрета до той температуры, при которой начнется плавление припоя, можно приступать к процессу

Осуществляя регулярную подачу припоя, важно тщательно проходить каждый участок поверхности. Цель таких действий – сформировать максимально ровный, а главное — качественный шов

В домашних условиях зачастую приходится паять предметы домашней утвари. Следует помнить, что даже при проведении незначительных работ нужно позаботиться о рабочем месте. Оно не должно быть загромождено посторонними предметами. Если по какой-то причине шов получился некачественным, лучше снова зачистить и обезжирить этот участок, а потом повторить процедуру пайки.

Низкотемпературные припои

Легкоплавкие припои имеют температуру перехода к жидкому состоянию до 450 °C. Применяются радиотехническими соединениями, при спайке проводов, других работах. Основные составляющие таких изделий пайки имеют сплавы олова, свинца, кадмия или висмута. В процессе обезжиривания, лужения технических плат имеют место сплавы Вуда или Розе. Такие вещества переходят в жидкое состояние уже на отметке 70 °C.

Низкотемпературный припой

Металлы имеют различную температуру плавления, важно ознакомиться с составом припоя перед покупкой

1. Олово представляет собой легкоплавкий металл, который растворяется серной или соляной кислотой. Плавится металл на отметке 232 °C, воздействие стандартных комнатных температур не влияет на него, однако при отметке -50 °С разрушается составная кристаллическая решетка.
2. Свинец является популярным ввиду своей легкоплавкости, хорошо поддается обработке. Окисляется только поверхность, на которую происходит воздействие окружающего воздуха.
3. Кадмий используется в антикоррозийных целях при пайке изделием из олова и свинца. Сам материал токсичен, плавится при отметке 321 °С.
4. Висмут добавляется в состав ввиду растворимости серной кислотой, азотной средой.

Наиболее удобная форма выпуска для пайки радиодеталей – проволока диаметром 2-2,5 см. Составом современных изделий является канифоль, которая выступает ролью флюса.

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 компанией «Indium corporation».

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 компанией «UNIVERSALPRIBOR». 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.

Советы по применению

Для работы с трубчатыми расходниками с канифолью внутри допускается использование любого электрического паяльника. Самое главное, чтобы его конструкция и габариты обеспечивали необходимый контакт с составными частями. При потребности наконечник (жало) необходимо отчистить лужением посредством трубчатого припоя с канифолью. Если загрязнений на наконечнике сильно много, сначала необходимо обработать его специализированной губкой.

Для абсолютной уверенности в чистоте наконечника паяльника можно прибегнуть к помощи специальных пастообразных средств. Не стоит допускать перегревания рабочей области. Для этого стоит держать под наблюдением как температуру нагрева паяльника, так и продолжительность пайки. Пайка печатных плат нуждается в особом внимании. Рабочую область в первую очередь необходимо основательно очистить. Можно приобрести для этого специализированные растворители.

Каждая процедура пайки элементов на плате может продолжаться не больше 2 секунд. Соединение должно быть сделано за это время. Когда затрачивается больше времени, то может не хватить смачивающих способностей флюсов.

О том, какой припой выбрать для пайки радиоэлектронной аппаратуры, вы можете узнать ниже.

Как классифицируют?

Чаще всего припой используется на материнских платах, электросхемах. Наиболее часто используемыми сплавами являются те, что изготавливаются из:

• свинца;
• меди;
• кадмия;
• никеля;
• олова;
• серебра.

Для рассматриваемой технологической операции идеально подходит оловянно-свинцовый сплав, поскольку он легко плавится, но при этом обладает уникальными свойствами. В таблице можно встретить и неметаллические припои. От того, насколько верно мастер соблюдал технологию пайки, зависит и срок службы проведенной работы.

Температура плавления всегда указывается в градусах.

Материал	Температура плавления К
Натрий	370,87
Магний	923
Алюминий	933,47
Титан	1941
Железо	1811
Никель	1728
Медь	1357,77
Цинк	692.88
Серебро	1234,93
Кадмий	594,22
Платина	2041,4
Золото	1337,33

Низкотемпературные

Низкотемпературные (или мягкие) припои – те, что переходят в жидкое состояние при менее 290–300 С. К ним можно отнести:

• оловянно-свинцовые;
• оловянно-цинковые;
• оловянно-свинцово-кадмиевые;
• сурьмянистые;
• бессвинцовые.

Отличаются от твердых они и пределом на прочность. Этот показатель у них составляет от 16 до 100 МПа на растяжение. Если говорить о другой характеристике, такой как электропроводность, то у мягких припоев она составляет от 9 до 15%.

Нужно понимать, что мягкий припой не должен подвергаться сильной механической нагрузке, поскольку он просто не выдержит ее. Такой вариант нашел активное применение в электротехнике.

В прошлом свинцовые сплавы часто использовались для работы на медных трубах. Этот металл улучшает характеристики соединения. В результате получается гладкая поверхность, при этом требуется умеренная температура. Однако свинец вреден для окружающей среды и давно признан канцерогеном. С 1 июля 2006 включение свинца в сплавы для пайки было запрещено директивой RoHS 2002/95 / ЕС Европейского парламента.

Использование некоторых опасных веществ в конструкции электронного оборудования недопустимо. В настоящее время существует небольшой перечень исключений, когда разрешается использовать указанный металл. Это такие сферы повседневной жизни, как медицина и аэрокосмические технологии. В электронной промышленности применяют бессвинцовые материалы на основе олова. Это замечательная альтернатива, однако существует риск образования трещин на поверхности.

Даже небольшой такой дефект в несколько миллиметров может вызвать короткое замыкание, а следовательно, и повреждение электроники. Как показывает практика, такие «усики» растут не очень быстро. Иногда требуется несколько лет, чтобы они появились на поверхности. Возможные причины появления – остаточное напряжение в слоях покрытия, обусловленное наличием органических веществ, то есть посторонних включений и загрязнений. Бессвинцовый вариант мягкого сплава – олово-медь, олово-серебро, а также олово-медь-серебро. Следует отметить, что чем больше процент содержания в составе серебра, тем дороже стоит материал.

Высокотемпературные

Твердые (или высокотемпературные) припои достигают точки разжижения при температуре, превышающей 300 С. Обычно это серебряные сплавы и медно-цинковые, содержащие множество добавок.

Марка	Температура плавления,°С
Медно-цинковая ПМЦ-36	825—950
Медно-цинковая ПМЦ-54	860—970
Серебряная ПСр-15	635—810
Серебряная ПСр-45	665—725
Медно-титановая ПМТ-45	955

Сегодня на заводах активно применяются медно-фосфористые сплавы, в них присутствуют медь, олово с добавкой небольшого количества фосфора.

Лужение

Известно, что многие металлы легко окисляются. Находясь на поверхности при контакте с воздухом в присутствии влаги, они превращаются в оксиды, затем гидроксиды, постепенно разрушаются.

Еще в давние времена научились защищать металлические изделия нанесением покрытий из стойких металлов. Для лужения олово и его сплавы в большинстве случаев применяли и используют по настоящее время.

Раньше лудили котлы, посуду для приготовления пищи. Сейчас для изготовления кухонной утвари применяют многие металлокерамические композиты, которые не ржавеют. Луженых котлов и кастрюль на рынке почти не бывает.

Постоянно покрывают слоем оловянных сплавов консервные банки. Иначе вместо консервов потребители смогли бы увидеть ржавую массу. Оловянные защитные покрытия применяют в радиоэлектронике. Пайка изделий на такой поверхности проходит без труда.

Существует несколько технологий лужения оловом. Покрытие можно формировать из расплава, раствора, мокрым способом или с применением гальванических ванн. При выборе метода ориентируются на размеры изделия, условия его эксплуатации, наличие производственных условий.

Распространенные ошибки

Начинающие мастера достаточно часто в работе допускают ошибки, приводящие к некачественной пайке. К наиболее распространенным ошибкам относятся такие.

1. Некачественная зачистка. Если мастер во время выполнения работ недостаточно хорошо поработает шкуркой или упустит этот момент, материал не схватится с обрабатываемой поверхностью.
2. Недостаточное обезжиривание поверхности. Нужно тщательно обработать раствором каждый участок.
3. Недостаточный прогрев деталей, из-за которого происходит недостаточное проникновение припоя во все участки обрабатываемой поверхности.

Чтобы получить действительно хороший результат, необходимо периодически очищать наконечник жала паяльника. Качество полученного соединения можно проверить, если поковырять его отверткой или каким-то другим подобным предметом. Надежный шов отслоить таким способом не удастся.

Если весь процесс был проведен качественно и с соблюдением всех условий, то шов будет крепким

Очень важно ответственно подходить к выбору припоя, покупая его только в проверенных магазинах. Некачественный материал может испортить результат даже у самого опытного мастера

О том, как паять металлы в домашний условиях, смотрите в следующем видео.

Особенности

Чтобы спаять нержавейку, может быть использован припой разных составов. Особенность заключается в том, что в таком материале преимущественно должно присутствовать олово. Мягкий припой традиционно относится к маркам ПОС. В нем преобладает содержание олова, что придает ему плавкости и тягучести.

Преимущество олова заключается еще и в том, что этот материал является превосходным раскислителем. Недостаток мягких припоев заключается в невысокой прочности получаемого соединения. В твердом припое тоже содержится достаточное количество олова. Для твердости в припой такого типа добавляется серебро. Припои с таким составом обозначаются ПСр.

Работа с припоем из олова имеет множество преимуществ.

1. Доступность используемых материалов. Купить такой припой можно в большинстве магазинов по незначительной цене.
2. Хорошая плавкость состава.
3. Легкое проникновение материала в труднодоступные участки. Это обеспечивается хорошей текучестью состава.

Недостатки тоже имеются, но они не такие существенные. К ним можно отнести: высокую текучесть состава, незначительную прочность соединения (опять же из-за мягкости припоя). Кроме того, запаянные изделия нельзя нагревать до температуры, при которой припой начнет плавиться.

Например, если запаять чайник и поставить его на огонь, то в какой-то момент припой может просто потечь. В итоге образуется дырка на месте даже самого качественного шва.

Изготовление своими руками

При наличии в достаточном количестве олова и свинца, можно сделать припой самостоятельно. Чтобы выдержать пропорции, можно взвесить необходимое количества свинца и олова на обычных кухонных весах, обязательно используя какую-нибудь подложку.

Свинец ядовит, поэтому его остатков на весах быть не должно. По этой же причине при работе необходимо организовать хорошую вентиляцию помещения, использовать защитные очки и перчатки, а при необходимости и респиратор.

Чтобы взвесить нужное количество материалов, достаточно знать их плотность. У олова она – 7,30 г/см³, у свинца – 11,35 г/см³. Составив нехитрую пропорцию, можно определить количество для разного состава сплавов.

Непосредственно для приготовления сплава можно использовать стальную емкость небольшого размера. В ней нужно довести до температуры плавления свинец с оловом.

После того, как они примут жидкое состояние, необходимо стальной ложкой снять верхний слой. Это – шлак, образующийся при соединении с кислородом воздуха.

Затем необходимо аккуратно, но тщательно перемешать два металла и вылить в форму из какого-либо тугоплавкого материала. Для этого могут подойти формы, изготовленные из гипса или из жести.

Такой состав можно с успехом использовать при монтаже электронных схем, пайке проводов и кабелей, соединении медных или латунных труб.

Разновидности припоев

Припой не всегда обязательно приобретать. Можно использовать старую радиодеталь и собрать его с дорожек платы при помощи жала паяльника. Такой вариант отлично подойдет тем, кто живет далеко от города, где нет возможности приобрести материал в магазине.

Стандартные свинцовые припои.

Однако они бывают разные и отличаются своими свойствами и характеристиками. В связи с этим каждый опытный мастер должен разбираться в данном вопросе. Для спаивания деталей необходимо использование специальных сплавов – припоев.

Последние обладают более низкой температурой плавления, чем отдельные части изделий.

Подобные сплавы делятся на две основные категории в зависимости от температуры плавления: мягкие и твердые. Первый тип широко используется в радиоэлектронике, как любителями, так и профессионалами.

К легкоплавким относят припои с температурой плавления менее 450°С. Их изготавливают из: галлия, индия, олова, висмута, свинца и кадмия. Высокотемпературные плавятся при нагреве, превышающем 450°С. В любом случае он представляет собой, как правило, сплав, состоящий из нескольких металлов и примесей.

Самым распространенным вариантом является оловянно-свинцовый сплав, который называется ПОС. Числа, стоящие после аббревиатуры, свидетельствуют о процентном содержании олова.

Отличить один сплав от другого можно и не зная марки. Например, при большем содержании олова появляется характерный металлический блеск, а при большей концентрации свинца цвет становится темно-серым.

Кроме того, температура плавления ПОСов не превышает 265°С. Еще одной отличительной особенностью сплавов с большей долей свинца является их пластичность и возможность легко согнуть руками.

Классификация сплавов осуществляется в соответствии с ГОСТами.

Физико-механические свойства припоев.

Наиболее распространенными являются:

• припой ПОС 90;
• ПОС 61;
• ПОС 40;
• ПОС 30.

На самом деле маркировок существенно больше. Их насчитывается несколько десятков. Каждая записывается таким образом, что уже из ее названия становится понятен состав сплава, все изготавливаются по ГОСТу 21930-76 припой оловянно-свинцовый.

Стоит отметить, что сплавы отличаются между собой не только химическим составом. В зависимости от формы выпуска они бывают в чушках, проволоке, трубке с канифолью или в прутке.

Например, припой ПОС 61 может продаваться в прутках или в форме проволоки различного диаметра. Необходимо понимать, что соотношение свинца и олова влияет на температуру плавления. Данный параметр в большей мере определяет выбор необходимого сплава.

В данном флюсе отсутствуют галогены. Благодаря этому факту он оказывает значительно меньше вреда на здоровье мастеров.

Использование сплавов различных марок определяется сферой их применения. ПОС тридцать и сорок относятся к мягким. Их температура плавления не превышает 300°С. Применяются в соединении оцинкованных изделий, лужения, ремонта электроприборов и т.д.

Виды и особенности припоев без канифоли

Элементы электроники не соединяют сваркой, при ремонте используют пайку. Для этого процесса необходим хороший припой и вспомогательный компонент – канифоль или флюс любого типа. Металлический сплав, которым фиксируют детали смачивает соединяемые участки, а канифоль их очищает. Припой должен быть термически и электрически стабильным.

Расходный материал бывает:

1. Твердым с температурой плавления выше 450 град.
2. Мягким.

Выпускают расходный материал:

• Гранулами.
• Прутками.
• Проволокой.
• Порошком.
• Фольгой.
• Пластинами.

При выборе нужного припоя учитывают:

• Свойства соединяемого металла.
• Механическую прочность спайки.
• Коррозийную устойчивость с удельной проводимостью.

Для скрепления плат в радиоаппаратуре применяют марку ПОС-61 по причине приемлемой температуры плавления (до 190 град.). Если работают с чувствительным к перегреву прибором выбирают ПОСК 50—18. Для обработки предметов с твердыми свойствами подойдет маркировка ПМЦ, в состав которых входит медь с цинком. «ПСр» указывает на сплав из серебра с добавками в разном процентном содержании:

• Олова.
• Свинца.
• Меди.
• Цинка.

Есть еще образцы, куда кроме металлической составляющей добавляют фосфор.

Второй важный компонент пайки

Как и при выборе паяльного флюса, припой также виляет на результат, долговечность и надежность контакта.

От чего зависит качество и почему это важно

Качество припоя зависит от количества примесей и шлаков. Если производитель нарушает технологию изготовления, то припой получается неудовлетворительного качества. Например, при производстве дешевого припоя, производитель может добавлять примеси для увеличения массы продукта. После пайки таким припоем на контакте остаются микротрещины, которые не смогли расплавиться с оловом. Такой контакт ненадежен априори, и не соответствует стандартам пайки. С течением времени контакт полностью разрушится

Поэтому, так важно читать отзывы о производителе и его продукции, особенно новичкам. Начинающие не могут сразу отличить хороший припой от плохого по причине недостаточного опыта работы

Даже если делать пайку по правилам, с плохим припоем не получится ничего хорошего.

Процесс деградации контакта

Рассмотрим схематично несколько примеров.
Хороший контакт блестит и не имеет никаких трещин и разводов.
А если контакт плохо спаян или припой некачественный, на нем сразу же после пайки появляется небольшие разводы.
Это микротрещины, которые со временем начинают окисляться, повышать сопротивление контакта.
По итогу контакт обрывается, образуются видимые трещины по всей поверхности.

Серебряный припой своими руками

Слово «приготовить» – вполне подходящее выражение в этом разделе, потому что серебряный припой можно приготовить множеством способов, включая старинную технологию. Сразу заметим, что здесь нужна практика, чтобы достичь совершенства.

ГОСТ на серебряные припои.

В старинном рецепте нужны две монеты: медный пятак выпуска 1962 года и полтинник выпуска 1924 года, а к ним дополнительно металлы, газовая горелка для пайки серебра и ложка.

Начинается как в сказке: в ложке плавим серебро. Затем опускаем медный пятак и перемешиваем, покатывая ложку. Чем терпеливее вы будете катать ложку, тем качественнее будет перемешивание. После этого раствор выливается в форму для металла под названием «ингус» и вновь раскатывается.

Приготовленный таким примитивным способом сплав на самом деле обладает очень высокими качествами: это чистая проба №900.

Важным фактором в качестве приготовления является свежий флюс. За пламенем в горелке нужно следить самым внимательным образом: оно должно быть мягким, а не очень горячий огонь должен напоминать по очертаниям метлу. В этом случае шов получится по-настоящему качественным.

Для ремонта изделий припой делают легким вот в каком составе:

• серебро – 7 частей;
• латунь – 2,8 части;
• цинк – 0, 35 части.

Запасаемся для работы следующими материалами:

• ложка;
• горелка для пайки;
• шкурка или наждачная бумага;
• ножницы, фальцы, весы;
• лопатка для перемешивания;
• бура для добавки в готовый расплав.

Можно добавлять цинк в чистом виде, а можно в сплаве с латунью или медью. Часто цинк добавляют, завернув его в фольгу. Начинаем прокатывать состав. Готовый прокатный лист разрезаем ножницами.

Какие свойства имеет медно-фосфорный припой, где он применяется.

Основой медно-фосфорного припоя является медь, к которой в качестве добавки присоединяется фосфор. Такой припой прекрасно соединяет детали из меди, не требуя при этом очень высокой температуры нагрева изделия, так как плавится при температуре 700–850 градусов. Точная температура плавления зависит от конкретной формулы припоя. Например, соединение, в состав которого входит медь и фосфор в соотношении 91% : 9%, плавится при температуре 800 градусов. А если в состав припоя помимо меди и фосфора включено еще олово и небольшое содержание цинка (соотношение 89,5 (медь) : 6 (фосфор) : 4 (олово) : 0,5 (цинк) %), то плавление начинается при температуре 690 градусов С.

Наиболее распространенные марки медно-фосфорного припоя – ПМФ-7, ПМФ-9 и ПМФОЦр-6-4-0,03. В маркировке соединения цифра, следующая за аббревиатурой, указывающей на состав, обозначает процентное содержание фосфора. В припой марки ПМФОЦр входит также олово и цирконий, что и отмечено в его названии буквами О и Цр, а также цифрами, которые указывают на количество данных добавок (4 и 0,03%).

Основными характеристиками соединений для пайки данного типа, кроме не слишком большой температуры плавления, являются:

• значительная жидкотекучесть;
• хорошая устойчивость к коррозии;
• невосприимчивость к воздействию агрессивных сред.

В результате применения такого припоя получаются достаточно прочные швы. Правда, они имеют один недостаток: их эластичность значительно уменьшается при низкой температуре воздуха.

Применяют медно-фосфорные припои для соединения деталей из чистой меди или ее сплавов: бронзы, мельхиора или латуни. Также их можно использовать и в ситуации, когда необходимо припаять друг к другу части изделия, одна из которых состоит из меди, а вторая из стали (обычной или нержавеющей).

Обратите внимание! Паять с помощью данных составов стальные или чугунные заготовки не следует, так как фосфор при контакте с железом образует фосфиты. Из-за этого паяльный шов становится хрупким и не способным выдерживать механические воздействия

Такое соединение просто разрушится при ударе или изгибании изделия, также не перенесет оно и вибрационных воздействий. Единственный способ избежать этого – покрыть стальное или чугунное изделие перед пайкой слоем меди.

Еще одна сфера применения медно-фосфорного состава для пайки – это ремонт ювелирных изделий. Обычно для этих целей применяют серебряные припои. Но и соединение марки ПМФ способно справиться с такой задачей не хуже, а стоить такой ремонт будет дешевле.