Припои и флюсы Применение и свойства

Припои и флюсы Применение и свойства

Классификация припоев и система их обозначений

Разновидности и применение припоев:

Припой — металл или сплав, применяемый при пайке для соединения заготовок и имеющий температуру плавления ниже, чем соединяемые металлы. Применяют сплавы на основе олова, свинца, кадмия, меди, никеля и других металлов

Для пайки соединений проводниковых материалов в зависимости от предельно допустимых рабочих температур и требуемой прочности паяного шва применяются мягкие и твердые припои.

К мягким относятся припои с температурой плавления до 400 °С, а к твердым — свыше 500 °С. Припои с температурами выше температуры плавления чистого олова в интервале до 400 °С называются полутвердыми.

Мягкие и полутвердые припои имеют предел прочности при растяжении до 15–100 МПа и применяются для пайки токоведущих частей, не являющихся одновременно несущими конструкциями машин или аппаратов.

Пайка мягкими и полутвердыми припоями осуществляется паяльником или погружением деталей в расплавленный припой, соединяемые поверхности при этом предварительно облуживаются, как правило, припоем той же марки и покрываются обычно канифолью (флюсом).

Оловянно-свинцовые припои выпускаются в виде слитков, прутков, проволоки, ленты и трубок, заполненных канифолью.

Твердые припои имеют предел прочности при растяжении 100– 500 МПа и применяются в качестве припоев первой категории прочности при пайке токоведущих частей, быстроходных, допускающих высокий нагрев электрических машин и деталей, воспринимающих основную механическую нагрузку.

Система обозначения припоев

Обозначение марки припоя обычно начинается с буквы «П» — припой. Числа в марке припоя показывают содержание компонентов (буквы после буквы «П») в процентах (округленно). Буква или буквосочетание в конце обозначения марки припоя означает, что данный компонент составляет оставшееся содержание припоя.


Обозначение компонентов:

  • А — алюминий;
  • Ж — железо;
  • И — индий;
  • К или Кд — кадмий;
  • М — медь;
  • О — олово;
  • С — свинец;
  • Ср — серебро;
  • Су — сурьма;
  • Ф — фосфор;
  • Ц — цинк.


Примеры обозначений марок припоев:

ПОС61 — припой оловянно-свинцовый, олова — 61 %, остальное — свинец;

ПОССу61-0,5 — припой оловянно-свинцовый, олова — 61 %, сурьмы — 0,5 %, остальное — свинец;

ПОС61М — припой оловянно-свинцовый, олова — 61 %, остальное — свинец и добавка меди;

ПСр3И — припой серебряно-индиевый, серебра — 3 %, остальное — индий;

ПСр3Кд — серебряно-кадмиевый, серебра — 3 %, остальное — кадмий.


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 таблице 1

Таблица 1 Классификация и химический состав мягких и полутвердых припоев

ПрипойХимический состав, %
ВидМаркаОловоСурьмаКадмийМедьСвинецСереброИндий
ОловоО299,9
БессурьмянистыеПОС6160–62Остальное
ПОС4039–41
ПОС109–10
ПОС61М60–621,5–2,0
ПОСК50-1849–5117–19
МалосурьмянистыеПОССу61-0,560–620,2–0,5Остальное
ПОССу40-0,539–41
ПОССу30-0,529–31
ПОССу18-0,517–18
СурьмянистыеПОССу95-594–964–5Остальное
СеребряныеПСрО10-90Остальное10±0,5
ПСрОСу8 (ВПр-6)8±0,5
ПСрМО5 (ВПр-9)2±0,55±0,5
ПСрОС3,5-95 3,5±0,4
ПСрОС3-5857,8±1,03±0,4
ПСр3    3±0,3
ПСр3Кд95–973,0–4,0
ПСрО3-97Остальное3±0,3
ПСр2,55,0–6,091–932,2–2,7
ПСр2,5С2,5±0,2
ПСр230±1    2±0,2
ПСрОС2-5858,8±1,02±0,3
ПСр1,515±11,5±0,3
ПСр135±11±0,2
ИндиевыеПОСИ3042283
ПСр3И397



Физико-механические свойства мягких и полутвердых припоев приведены в таблице 2

Таблица 2 Физико-механические свойства мягких и полутвердых припоев

Марка припоятемпература плавления, °сориентировочная температура пайки, °сплотность, кг/м³удельное электрическое сопротивление, мком·мпредел механической прочности при растяжении, Мпа
солидусликвидус
О2232232280731025
ПОС6118319024085000,13943
ПОС4018323829093000,15938
ПОС10268299350108000,20032
ПОС61М26819224085000,14345
ПОСК50-1814214518588000,13340
ПОССу61-0,518318924085000,14045
ПОССу50-0,518321689000,149
ПОССу40-0,518323528593000,16940
ПОССу35-0,518324595000,172
ПОССу30-0,518326530697000,17936
ПОССу25-0,5183266100000,182
ПОССу18-0,5183277325102000,19836
ПОССу95-523424029073000,14540
ПОССу40-218522992000,172
ПОССу33-218524394000,179
ПОССу30-218525096000,182
ПОССу25-218526098000,183
ПОССу18-2188270101000,206
ПОССу15-2184275103000,208
ПОССу10-2268285107000,208
ПОССу8-3240290105000,207
ПОССу5-1275308112000,200
ПОССу4-6244270107000,208
ПСрО10-90280760012,9
ПСрОСу8 (ВПр-6)250740019,7
ПСрМО5 (ВПр-9)240740016,3
ПСрОС3,5-95224740012,3
ПСрОС3-58190860014,5
ПСр33151140020,4
ПСр3Кд30032536087008,054
ПСр2,52953053551100021,4
ПСр2,5С3061130020,7
ПСр2238950016,7
ПСрОС2-58183850014,1
ПСр1,52801040019,1
ПСр1235940026,0
ПОСИ301172002508420
ПСр3И1411411907360

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 электро и 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, электро и 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 таблице 3

Таблица 3 Мягкие припои (сплавы) с низкой температурой плавления 

сплавхимический состав, %температура плавления, °с
оловосвинецкадмийвисмутсереброиндийсолидусликвидус
Вуда12–1324,5–25,612–1349–516670
Розе24,5–25,524,5–25,649–519092
Д’Арсе9,645,145,379
Липовица с индием11,822,28,54215,548

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 таблице 4

Таблица 4 Химический состав и физико-механические свойства твердых серебряных и медно-фосфорных припоев

Марка припояхимический состав, %плотность, кг/м3температура кристаллизации,°спредел прочности при растяжении, Мпа
сереброМедьцинкфосфорначалоконец
ПСр7272±0,528±0,59900779779
ПСр5050±0,550±0,59300850779
ПСр4545±0,530±0,525+1 –1,59100725660300
ПСр2525±0,340±135±2,58700775745280
ПСр7171±0,528±0,71 ±0,29800795750
ПСр25ф25±0,570±15±0,58500710650
ПСр1515±0,580,2±14,8+0,2/–0,38300810635
ПМФ7 (МФЗ)Остальное7–8,5860710

Параметры медно-цинковых и медно-никелевых твердых припоев приведены в таблице 5

Таблица 5 Медно-цинковые и медно-никелевые твердые припои

Марка припояхимический состав, %физические свойства
МедьникельжелезокремнийБорцинколовотемпература кристаллизации, °сплотность, кг/м3предел прочности при растяжении, Мпа
солидусликвидус
Л6362–65Остальное9009058500310
ЛОК59-0,1-0,360,5– 63,50,2–0,4Остальное0,7–1,18909058200
ПЖЛ500Остальное27–3041,51,5–20,2108011208630600

Параметры серебряных припоев с пониженной температурой плавления приведены в таблице 6

Таблица 6 Серебряные припои с пониженной температурой плавления

Марка припояхимический состав, %плотность, кг/м3температура кристаллизации, °с
сереброМедьцинккадмийоловоникельначалоконец
ПСр50Кд50±0,516±116±218±19300650635
ПСр4040±116,7+0,7/–0,417+0,8/–0,426+0,5/ –10,3±0,28400605595
ПСр6262±0,528±110±1,59700700660

Преимущественные области применения твердых припоев приведены в таблице 7

Таблица 7 Преимущественные области применения твердых припоев

Марка припояобласть применения
ПСр72; ПСр50Пайка металлокерамических контактов и различных ответственных токоведущих соединений, подвергающихся изгибающим и ударным нагрузкам
ПСр45Пайка 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
ПСр25Пайка меди и ее сплавов, нержавеющих и конструкционных сталей, заменяет припой ПСр45 при выполнении менее ответственных соединений
ПСр71Пайка деталей аналогично припою ПСр72, но где требуется большая жидкотекучесть
ПСр25ф; ПСр15; ПМФ7Пайка меди и ее сплавов, в том числе различных токоведущих частей машин и аппаратов, не испытывающих ударных и изгибающих нагрузок
Л63; ЛОК59-0,1-0,3Пайка меди и чугуна. Паяные соединения обладают высокой прочностью и хорошо работают в условиях ударных и изгибающих нагрузок
ПЖЛ500Пайка соединений, работающих при температурах до 600 °С

Параметры медно-фосфорных припоев приведены в таблице 8

Таблица 8 Медно-фосфорные припои

Марка припояхимический состав, %температура плавления, °с
Медьфосфор
ПФМ-190,0–91,58,5–10725–850
ПФМ-292,57,5710–715
ПФМ-391,5–93,07,0–8,5725–860
ПМФ7 (МФ3)Остальное7,0–8,5710–860

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 таблицах 9, 10

Таблица 9 Химический состав и физические свойства припоев для пайки алюминия

Марка припояхимический состав, %температура плавления, °спредел механической прочности при растяжении, Мпа
алюминийМедьоловоцинккадмийкремний
Кадмиевый36402485
АВИА-155252020
АВИА-215402520250
ВПТ-455405410
34-А66286545180
35-А722,17540140
А2,0–1,54058,542580
В128 80410185
ЦО-121288500–550
ЦА-151585550–600

Таблица 10 Другие припои для пайки алюминия

Марка припояхимический состав, %температура полного расплавления, °стемпература пайки, °сплотность, кг/м3
олово о1цинккадмийалюминий а7Медь М0
П250А79–8119–210,152503007300
П300А50–6139–410,0453103607730
П300Б8080,5410700–750

Преимущественные области применения припоев для пайки алюминия П250А, П300А и П300Б приведены в таблице 11

Таблица 11 Преимущественные области применения припоев для пайки алюминия

Марка припояобласть применения
П250АЛужение концов алюминиевых проводов, а также пайка погружением алюминиевых проводов с алюминиевыми и медными наконечниками
П300АТо же, пайка соединений с повышенной коррозионной стойкостью
П300БПайка заливкой алюминиевых проводов с алюминиевыми и медными деталями

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 и 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.

Свойства флюсов

Параметры флюсов для пайки мягкими и полутвердыми припоями приведены в таблице 12

Таблица 12 Флюсы для пайки мягкими и полутвердыми припоями (нормали электротехники ОАА.614.017-67 и ОАА.614.028-68 )

Марканазначениеосновные данные флюсовотмывка после пайки
компонентсостав, %
КЛужение и пайка токоведущих частей из меди и ее сплавовКанифоль сосновая100Не требуется
КСПЛужение и пайка токоведущих частей из меди и ее сплавовКанифоль сосновая25
Спирт этиловый технический марки Б75
ФППЛужение и пайка токоведущих частей из меди и ее сплавовСмола полиэфирная марки ПА920–30
Метилэтилкетон или этилацетат80–70
СТУЗО-12224-61Лужение и пайка деталей из меди, никеля и их сплавов и деталей с покрытиями медью, оловом, кадмием, серебром и цинкомКанифоль сосновая20–35Тампоном или кистью, смоченными в растворителе, например, спирте
Диэтиламин солянокислый3–5
Триэтаноламин1–2
Спирт этиловый технический марки БОстальное
Ф59АОАА. 614.017-67Лужение и пайка алюминия и сплава АМц между собой и с медью и ее сплавамиКадмий борфторид10Проточной горячей водой или спиртом
Цинк борфторид3
Аммоний борфторид5
Триэтаноламин82
34А ОАА. 614.017-67Пайка алюминия и его сплавов (температура плавления 420 °С)Кадмий фтористый50±6Горячей, затем холодной проточной водой
Литий хлористый32±6
Цинк хлористый8±2
Натрий фтористый10±1
ЛМ1Лужение и пайка железоникелевых сплавов и нержавеющих сталейКанифоль сосновая20–35Тампоном или кистью, смоченными в растворителе, например, спирте
Диэтиламин солянокислый3–5
Триэтаноламин1–2
Спирт технический марки БОстальное
Ф38НЛужение и пайка нихрома между собой и с медьюДиэтиламин солянокислый25–30Горячей водой или кистью, смоченной в спирте
ЭтиленгликольОстальное
Кислота ортофосфорная29–25

Параметры флюсов для пайки меди и ее сплавов приведены в таблице 13

Таблица 13 Флюсы для пайки — состав и способы удаления остатков флюса

Маркасоставудаление остатков флюса после пайки
компонент%
ФКСп (ФКЭт)Канифоль сосновая10–60Этиловый спирт или спиртобензиновая смесь 1:1
Спирт этиловый или этилацетат90–40
ФКДТКанифоль сосновая10–20
Диметилалкилбензиламмонийхлорид (китамин АБ)0,1–3,0
Трибутилфосфат0,01–0,10
Спирт этиловый или этилацетат89,89–76,90
ЛТИ-120Канифоль сосновая20–25
Диэтиламин солянокислый3–5
Триэтаноламин1–2
Спирт этиловый76–68
ФГСпГидразин солянокислый2–4Горячая проточная вода (70±10 °С) или спирто-бензиновая смесь 1:1
Этиленгликоль или глицерин25–50
Спирт этиловый73–46
ФСкСпСемикарбазид гидрохлорид2–4
Этиленгликоль или глицерин25–50
Спирт этиловый73–46
ФСкПсСемикарбазид гидрохлорид3–5
Глицерин70–58
Полиокс-100 или полиокс-11527–37
ФТСКислота салициловая4,0–4,5Спирто-бензиновая смесь 1:1
Триэтаноламин1,0–1,5
Спирт этиловый95–94
ФДГлДиэтиламин солянокислый4–6Горячая проточная вода (70±10 °С)
Глицерин96–94
ФЦАЦинк хлористый45,5Горячая проточная вода (70±10 °С) и нейтрализующие реактивы
Аммоний хлористый9
Вода45,5
Гидрат окиси цинкаДо выпадения осадка
ФДФсДиэтиламин солянокислый20–25Горячая проточная вода (70±10 °С) или спирто-бензиновая смесь 1:1
Этиленгликоль60–50
Кислота ортофосфорная (уд. вес 1,7)20–25
ЖЗ-1-АПМасло цилиндровое «52» или «КС-19»79–81Спирто-бензиновая смесь 1:1, трихлорэтилен, ацетон
Кремнийорганическая жидкость ПФМС-616–17
Олеиновая кислота4,9–1,8
Антиоксидант НГ-22460,1–0,2
ЖЗ-2-АПМасло цилиндровое «52» или «КС-19»58,52–69,75
Кремнийорганическая жидкость ПФМС-621,65–10,66
Хлопковое масло11,0–10,64
Олеиновая кислота8,79–9,02
Антиоксидант НГ-22460,04–0,03
284Борный ангидрид23–27Горячая проточная вода (70±10 °С) и холодная проточная вода
Калий фтористый33–37
Калий борфтористо-водородный44–36
209Борный ангидрид33–37
Калий фтористый40–44
Калий борфтористо-водородный27–19
200Борный ангидрид70–62Горячая проточная и нейтрализующие реактивы
Натрий тетраборнокислый (бура)17–21
Кальций фтористый13–17
34АКалий хлористый56–44Горячая проточная и нейтрализующие реактивы
Литий хлористый29–35
Цинк хлористый6–10
Натрий фтористый9–11
Ф370АКалий хлористый51–46
Литий хлористый36–39
Натрий фтористый4–5
Кадмий хлористый9–10
16ВКНатрий хлористый12
Калий хлористый44
Литий хлористый34
Эвтектика (алюминий фтористый — 54 %, калий фтористый — 46 %)10

Таблица 14 Флюсы для пайки — влияние остатков флюса на изоляцию и их коррозионное действие

Маркавлияние остатков флюса на сопротивление изоляциикоррозионное действие остатков флюса
на медьна серебряное покрытиена оловянносвинцовое покрытиена никелевое покрытие
ФКСп (ФКЭт), ФКДТне влияютне оказывают
ЛТИ-120, ФГСп, ФСкСпснижаютоказываютне оказывают
ФСкПсснижаютоказываютне оказываютоказываютне оказывают
ФТСснижаютоказывают слабоене оказывают
ФДГлснижаютоказываютоказывают слабоене оказываютн/д
ФДФсснижаютоказываютне оказываютне оказываютоказывают
ФЦАснижаютоказывают
ЖЗ-1-АП, ЖЗ-2-АПне влияютне оказывают

При пайке медных жил, а также проводников заземления к броне и свинцовой оболочке кабелей используют паяльную пасту (мас. част.): канифоль — 10, жир животный — 3, аммоний хлористый — 2, цинк хлористый — 1, вода или этиловый спирт (ректификат) — 1. В качестве флюса также часто используется паяльная паста: канифоль — 2,5 %, сало — 5 %, цинк хлористый — 20 %, аммоний хлористый — 2 %, вазелин технический — 65,5 %, вода дистиллированная — 5 %.

Параметры флюсов для пайки и сварки алюминия приведены в таблице 15 

Таблица 15 Флюсы для пайки и сварки алюминия

Маркасостав, %температура плавления, °сприменение
калий хлористыйнатрий хлористыйлитий хлористыйнатрий фтористыйкриолит марки к-1Магний хлористый
ВАМИ50–5530–3510–20630Для оконцевания жил проводов и кабелей
АФ-4А5028148>> 600Только для соединения жил кабелей в муфтах
ХП503020

Корякин-Черняк С.Л., Шустов М.А., Партала О.Н. «Электротехнический справочник»

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

© 2022 | RRET |
Яндекс.Метрика