Температура плавления припоя и технические характеристики: читаем главное

Припой для пайки алюминия 34А

Состав припоя позволяет применять его для пайки чистого алюминия и его сплавов, алюминия с медью и ее сплавами. Продукт 34А нашел применение во многих сферах традиционной и современной промышленности.

Сплав подходит для пайки с использованием ацетил-кислородных, пропан-бутановых и пропановых газовых горелок. Его не рекомендуется использовать для работ со сплавами Д1 и Д16, а также с составами, содержащими более 3% магния.

Срок годности продукта неограничен.

Производители специально разрабатывают высокотехнологические припои для восстановления и ремонта алюминиевых деталей, чтобы во время процесса пайки не требовалось использование дорогостоящего сварочного оборудования. С такими продуктами легко можно добиться эластичности и прочности шва, который устоит даже при высоких нагрузках на отремонтированную деталь. С правильно подобранными припоями алюминиевые изделия можно восстановить или соединить в считанные минуты.

Зачем нужен флюс?

Это вещество обеспечит равномерное растекание припоя по поверхности зоны пайки и создаст условия для качественной адгезии материала к металлическому покрытию. Флюсы в настоящее время классифицируются по степени воздействия на следующие разновидности:

1. Неактивные (нейтральные), в составе которых отсутствуют кислоты. Помимо этого, они почти не проводят электроток.
2. Активные (кислотные) флюсы.
3. Защитные (антикоррозийные), цель которых — защитить зону пайки готового соединения от коррозии и разрушения.

Если возникает вопрос, для чего нужен флюс для пайки, то ответить можно так: это вещество необходимо для соблюдения технологии, поскольку оно обязательно понадобится в ходе паяльных работ. Однако способ применения состава зависит от его исходного состояния:

• если флюс находится в твердом состоянии, жало паяльника необходимо сначала окунуть в реагент, а после захватить им немного припоя;
• готовую жидкую смесь придется наносить на зону пайки с помощью кисточки;
• пастообразным веществом следует обрабатывать поверхность посредством обычной палочки.

Кроме того, флюс иногда продается в специальных тюбиках.

Разновидности

Виды сплавов, предназначенные для осуществления процесса пайки, в зависимости от температуры плавления, разделяют на твёрдые тугоплавкие и мягкие легкоплавкие составы. Первые плавятся при 450 градусах и выше, вторые ниже данной величины. Пайка твёрдыми сплавами более прочная. Но мягкие виды припоев незаменимы при радиомонтажных работах.

Мягкие легкоплавкие

К этой группе относятся:

• Чистый свинец — температура плавления расходного материала составляет 180-230 °C.
• Олово — расплавляется при 220 °C и создает пластичное, но прочное соединение.
• Медь и олово в количестве соответственно 3% и 97%. Это самый популярный материал, позволяющий выполнить прочный шов с высокой стойкостью перед коррозией.
• Медь с серебром — количество этих металлов в припое составляет соответственно 95% и 5%. Такой расходный материал позволяет надежно соединить элементы трубопроводных систем.

Мягкие припои используются при монтаже труб с диаметром 6-108 мм. С их помощью создаются швы, у которых ширина составляет 7-50 мм. Они применяются во время обустройство разных коммуникаций за исключением газовых сетей.

Применение припоя

Твердые тугоплавкие

К этой группе относятся:

• Медно-серебряный с цинком, содержащий металлы в количестве соответственно 30%, 44% и 26%. Соединение получается прочным, коррозионностойким, с хорошей теплопроводностью и высокой степенью пластичности.
• Медно-фосфорный с содержанием металла соответственно 94% и 6%. Во время его применения не нужно использовать флюс. Расходник позволяет получить надежное соединение, способное потерять эластичность, если у воздуха понизится температура.
• Серебряный, не использующийся без флюса. С помощью этого материала создаются пластичные, коррозионностойкие, надежные швы. Он продается по более высокой цене по сравнению с другими.

Твердый припой для меди

Расходниками с высокой температурой плавления паяют трубопроводы, включая газопроводы, диаметром 12-159 мм. С их помощью также можно соединить трубы отопления и водопровода. Диаметр таких коммуникаций может составлять не менее 28 мм.

Низкотемпературные

В состав ПОСК 50-18 входит 50% олова, 18% кадмия, 32% свинца. Кадмий усиливает устойчивость к коррозии, но делает материал токсичным. Назначение припоя – монтаж чувствительных к перегреву компонентов. Температура плавления материала составляет 142-145 градусов.

Температура плавления сплава РОЗЕ находится в пределах от 90 до 94 градусов. Этот вид маркируется как ПОСВ-50. В составе присутствуют 25% олова, 25% свинца, висмута – 50%. Процентное соотношение металлов может немного отличаться. Производится материал в виде прутков, гранул, чушек.

Состав используется в ювелирном производстве, для монтажа электронных устройств, лужения медных дорожек на печатных платах. Применяют его в электромеханике для защитных предохранителей, плавкий вставок. А также для демонтажа радиоэлектронных компонентов и разъёмов с пластиковыми корпусами

Преимущества РОЗЕ:

• выделяет минимальное количество токсичных веществ, так как не содержит в составе кадмия;
• легко поддаётся плавке, достаточно контакта с кипящей водой;
• может использоваться в домашних условиях без применения специальной техники;
• экономичен в использовании.

Температура плавления сплава ВУДА находится в пределах 65-72 градусов, что расширяет сферу его применения. Но 10% кадмия, входящего в его состав, делают материал токсичным. Остальные составляющие сплава: 13 % олова, 27% свинца, 50 % висмута.

Он применяется:

• в датчиках систем пожарной сигнализации;
• в микросхемах;
• в гальванопластике;
• в стоматологии;
• для изготовления литых элементов;
• в типографическом деле для изготовления шрифтов, матриц, клише;
• в машиностроении и судостроении;
• в авиационной промышленности;
• в металлургической отрасли.

Пайка деформируемых алюминиевых сплавов

Практически все алюминиевые сплавы так или иначе могут быть подвергнуты пайке мягкими припоями. Однако их химический состав сильно влияет на легкость пайки, тип припоя, применяемый метод пайки и способность паяного изделия выдерживать различные нагрузки в эксплуатации.

Относительная способность к низкотемпературной пайке – пайке мягкими припоями – основных деформируемых алюминиевых сплавов выглядит следующим образом:

• отлично паяются: 1100 (АД), 1200 (АД), 1235 (≈АД1), 1350 (АД0Е), 3003 (АМц):
• хорошо паяются: 3004 (Д12), 5357, 6061 (АД33), 6101, 7072, 8112;
• средне паяются: 2011, 2014, 2021 (Д1), 2117 (Д18), 2021, 2024 (Д16), 5050, 7005 (1915);
• плохо паяются: 5052 (АМг2,5), 5056 (≈АМг5), 5083 (АМг4,5), 5086 (АМг4), 5154 (≈АМг3), 7075 (≈В95).

Сплавы, которые содержат более 1 % магния, нельзя удовлетворительно паять с применением органического флюса, а сплавы с более чем 2,5 % магния – с активными флюсами. Сплавы, которые содержат более 5 % магния, нельзя паять ни с каким флюсом.

При пайке алюминиевых сплавов, содержащих более 0,5 % магния, расплавленные оловянные припои проникают между зернами металла. Цинк также способен проникать по границам зерен между зернами алюминиево-магниевых сплавов, но уже при содержании магния более 0,7 %. Это межзеренное проникновение усугубляется наличием напряжений, внешних или внутренних.

Алюминиевые сплавы, легированные магнием и кремнием, менее подвержены межзеренному проникновению, чем бинарные алюминиево-магниевые сплавы.

Алюминиевые сплавы, содержащие медь или цинк в качестве основных легирующих элементов, обычно также содержат достаточное количество других элементов. Большинство этих сплавов подвержены межзеренному проникновению припоя и их обычно не паяют.

Термически упрочненные сплавы обычно имеют более толстую оксидную пленку чем та, которая возникает естественным образом. Эта пленка затрудняет пайку мягкими припоями. Для таких сплавов обычно перед пайкой применяют химическую подготовку поверхности.

Припои

В реализации пайки элементов важны припои. Изготавливают их из чистых металлов или их сплавов

При выборе обращают внимание на две основные их характеристики: смачиваемость и температура плавления. Первое свойство – это сцепление припоя с заготовками, где прочность соединения между ними становится выше, чем между молекулами самого припойного материала

Что касается температуры, то тут есть одно требование – температура плавления припойного металла должна быть ниже, чем тот же показатель у заготовок. Поэтому припойный материал делится на две категории: легкоплавкие и тугоплавкие.

Первые – материалы на основе олова и свинца в чистом виде или с добавлением различных компонентов. Вторые – материалы на основе серебра или меди. Это медно-цинковые припои, которыми можно паять медные, бронзовые и стальные заготовки.

Серебряные марки считаются лучшими, у них высокие прочностные характеристики, поэтому их применяют для стыка деталей, работающих под вибрацией или ударами.

Кроме основных видов в промышленности используются и другие разновидности. К примеру, никелевые применяют для деталей, работающих при высоких температурах.

Золотые – для соединения золотых украшений или пайки трубок, работающих под вакуумом. Магниевые – для стыковки магниевых заготовок или деталей из сплавов этого металла.

Сам припой может быть изготовлен в виде стержней, пасты, порошка, таблеток, тонкой фольги, гранул различного размера.

Выбор и его особенности

Существует огромное количество разнообразных припоев, поэтому каждый сможет подобрать для себя наиболее оптимальный вариант. Припои твердого типа для нержавеющей стали обычно используются тогда, когда детали не будут находиться под воздействием высоких температур или механического воздействия. Если никаких сложностей в будущем не возникнет, то вполне можно подобрать и более дешевые материалы. Припои, стойкие к воздействию щелочи и органических кислот, обычно используют в химических производствах и промышленности.

Важно! Нельзя выбирать тот припой, у которого температура плавления будет ниже, чем температура его использования!

Свойства популярных марок

Перед тем как выбрать припой для пайки, стоит ознакомиться с его характеристиками. Здесь приведены свойства одних из самых популярных марок.

Технические характеристики ПОС 90

Химический состав

Химический элемент	Содержание химических элементов в припое, %
Олово	90
Свинец	9,5
Сурьма	0,5

Физические свойства

Параметр	Значение
Температура плавления	220 C­o
Плотность сплава	7,9 килограмм/ метр кубический
Удлинение относительное	58%
Сопротивление механическому воздействию (временное) на разрыв	47 Мпа
Интервал кристаллизации	37 градусов

Внешний вид припоя ПОС-90

Технические характеристики П14

Химический состав

Химический элемент	Содержание химических элементов в припое, %
Медь	около 90%
Фосфор	5,6-6 %
Олово	3,8-4,2 %

Физические характеристики

Параметры	Значение параметра
Температура начала плавления, C­o	645-675
Рабочая температура пайки, C­o	720-730
Прочность шва соединения при испытании на разрыв, МПа	290-320
Ударная вязкость, к*Дж.метр/см2	2
Коэффициент замены серебра	45%

Внешний вид припоя П 14

Технические характеристики HTS 2000

Параметр	Единицы измерения	Значение
Степень растяжения	PSI	45900
Степень удлинения	%	10
Степень сдвига	PSI	31000
Масса	г/куб. дюйм	240
Температура плавления	Градусы Цельсия	390
Толщина диаметра	мм	2-3
Длина	м	0,46
Количество компонентов в составе	шт	9
Температура плавления	Градусы Цельсия	347

Внешний вид припоя HTS-2000

Особенности подбора марок и критерии выбора

Подбор марки является очень ответственным делом, от которого во многом зависит дальнейшая служба изделия

Для каждого вида металла нужно обращать внимание на свои особенности

«Важно»! Всегда можно подобрать аналог, если нет конкретной марки. Он может быть от зарубежных производителей или ближайшей маркой из той же серии.»

Он может быть от зарубежных производителей или ближайшей маркой из той же серии.»

Каким припоем лучше паять акустический кабель? Здесь нужно исходить из того, что кабель имеет тонкие провода, которые могут переплавиться от высокой температуры. Таким образом, это должен быть мягкий сплав с низкой температурой плавления. Он должен иметь низкое сопротивление, поэтому, в составе желательно наличие металлов с хорошей электропроводностью, таких как серебро.

Какой припой лучше выбрать для пайки медных труб? Здесь уже лучше отталкиваться от крепости соединения. Во-первых, в составе должна быть медь, как крепкий и тугоплавкий металл, обеспечивающий высокую прочность соединения. Во вторых медь также имеет сопротивление к коррозии, поэтому, основные металлы в составе также не должны подвергаться ржавчине. Для домашнего применения лучше выбрать марку с более низкой температурой плавления, так как не у всех есть возможность разогреть материал до 760 градусов Цельсия.

Какой припой лучше выбрать для пайки стали? Сталь, особенно нержавеющая ее разновидность, плохо поддается свариванию, но для нее все равно нужны твердые марки, которые имеют в своем составе тугоплавкие металлы. Зачастую это многосоставные припои, многие из которых являются универсальными. Желательно, чтобы состав присадочного материала был близок к составу основного металла

«Важно! Здесь нужно следить за содержанием углерода и чугуна, так как они ухудшают качество соединения.»

Чем паять алюминий? Для этого металла используются припои, в которых нет алюминия, но есть олово, серебро и другие легкоплавкие металлы. Для качественного соединения нужно не только правильно подобрать материал, но и придерживаться технологии подготовки алюминиевой поверхности.

Чем паять серебро? Для серебра используются специальные серебряные припои. Они обладают достаточно высокой стоимостью, но для создания и ремонта ювелирных изделий именно такой вариант является наилучшим. Существуют как чисто серебряные, в которых драгоценный металл занимает 90% и более, а также с содержанием различных добавок, где серебра менее 50%.

Какой припой лучше выбрать ПОС 61 или ПОС 63?

Этот вопрос задают себе многие радиолюбители, но именно для пайки радиоэлементов разницы особой нет, так что можно выбирать тот, что подешевле и доступнее. В остальном же, ПОС 63 считается улучшенной версией ПОС 61 за счет более высокого содержания олова в составе.

Припой для пайки ПОС-61

В нем также отсутствуют примеси других металлов, что тоже является положительным моментом. Благодаря этому, он более пластичный, имеет относительно низкую температуру плавления. У него лучше проявляются антикоррозионные свойства и обеспечивается высокая текучесть во время процесса спаивания.

Советы по правильной и прочной пайке металлов

Работая со сталью или другими металлами необходимо придерживаться базовых правил безопасности, а также знать некоторых нюансов пайки.

Как нагревать и охлаждать металл

Важный шаг перед началом работы — подготовка заготовок. И здесь необходимо знать наверняка, какой сплав вы будете спаивать или проверить его самостоятельно:

1. Посмотрите, как реагирует металлическая заготовка на нагрев паяльником или горелкой. Как быстро образуется оксидная пленка на поверхности. Об этом лучше знать заранее и наверняка, иначе последующая работа будет проходить в спешке.
2. Подготовленные и закрепленные детали лучше всего прогревать постепенно. Следите, чтобы на металле не появлялось перегретых очагов. Область пайки должна быть прогрета равномерно по всей площади.
3. Не прогревайте только стыковочный шов, работайте также по площади возле стыка. Чаще всего нужно прогреть 0,5 — 2 см в зависимости от целей пайки и габаритов соединяемых элементов.
4. Используйте только те паяльники или горелки, которые выдают рабочую температуру плавления припоя.
5. Не охлаждайте готовый шов при помощи холодной воды или других жидкостей. Дайте металлу «отдохнуть» и равномерно остыть несколько минут на открытом воздухе.
6. Спаянные заготовки снимайте из тисков или струбцин только после полного остывания припоя.

Использование ПОС

Первооткрыватели этого сплава были приятно удивлены, что он превращается в расплавленное состояние при меньшей температуре, а эвтектическая смесь способна играть роль растворителя для добавленного металла. Так и были разработаны самые первые марки припоев ПОС.

Свинцовые варианты

Такие смеси с содержанием свинца, отличаются мягкостью, быстрым расплавлением и лёгкой обработкой, поэтому получили название свинецсодержащие припои. Они вредны, поэтому были запрещены для использования во время спайки элементов электрических приборов по всему миру. Процент содержание кадмия, ртути, а также аналогичных вредоносных компонентов в оборудовании строго регламентировано и проверяется соответствующими организациями.

Использование в быту

Применение техники твердой пайки в домашних условиях предполагает наличие газовой горелки, посредством которой можно обеспечить высокую степень нагрева в зоне контакта.

Помимо этого, потребуется сам тугоплавкий припой, плавящийся при температурах свыше 450 градусов, а также специальная активная добавка, называемая флюсом.

Лишь при выполнении этих требований в результате паяльных работ удается получить достаточно надежное и твердое паяное соединение.

В качестве примера можно привести использование твердого припоя при спайке рамы велосипеда, восстановление которой другими методами не так эффективно и надежно.

Твердые припои пользуются повышенным спросом при ремонте различной кухонной утвари и посуды, изготавливаемой из твердосплавных материалов (латуни или меди, например).

Чаще всего восстановительному ремонту подлежат растапливаемые углем самовары или подобные им нагревательные приспособления из тугоплавких металлов.

Добавим к этому, что бытовая пайка твердыми припоями широко востребована и при проведении ремонтных работ, касающихся восстановления отдельных узлов холодильного и теплообменного оборудования.

В последнем случае для спайки медных трубок посредством газовой горелки потребуется , позволяющий получать прочное и надежное соединение, пригодное для эксплуатации в критических условиях.

Рассмотрим особенности работы с паяльными составами различной степени тугоплавкости на примере такой распространенной операции, какой является запайка труб.

Технические характеристики припоев ПОС и ПОССу

Чтобы не расписывать все технические характеристики припоев оловянно-свинцовой группы, просто приведу таблицу параметров. По ней можно определить температуру плавления, плотность, удельное электросопротивление, теплопроводность, временное сопротивление разрыву, относительное удлинение, ударную вязкость и твердость по Бринеллю припоев.

Анализ таблицы показывает, что самым легкоплавким среди списка является кадмиевый с характеристикой по температуре плавления 145 градусов Цельсия. Самым прочным является припой для пайки ПОССу 4-6 с временным сопротивлением разрыву 6,5 кгс/кв. мм.

Секреты выбора

Задача любого исполнителя состоит в создании крепкого и надёжного закрепления на плате радиодеталей, поэтому подбор припоя выполняется согласно следующим параметрам:

1. Состав материалов, подвергающихся пайке — здесь надо учитывать характеристики материала, его способность к перегреву и многое другое.
2. При пайке проводов или других крупных предметов применяются тугоплавкие припои.
3. Иногда нужно применить припой, обладающий высокой способностью к проведению электрического тока, надо учитывать, что сопротивление олова намного меньше, чем у свинца, поэтому для спайки высокочастотных плат применяют дорогостоящие марки припоя.

В каждой конкретной ситуации исполнитель должен чётко знать соответствие припоя и соединяемого изделия, чтобы выбрать оптимальный вариант для качественной пайки.

Никелевые

Среди нержавеющих сталей отдельную группу составляют жаропрочные сплавы. К ним предъявляются особые требования. Припои, в основе которых содержатся серебро, медь, марганец обеспечить должную стойкость швов при высоких температурах не могут.

Для таких нержавеющих сталей подходят припои из никеля, хрома и небольших количеств бора, бериллия или кремния. Они выпускаются в виде порошков или паст.

В вакууме, среде инертных газов данные смеси успешно растекаются по нержавеющей стали. Образующиеся швы не окисляются, обладают термической стойкостью, но имеют низкую пластичность. Несколько повысить пластические свойства соединения можно проведением отжига параллельно с пайкой.

Для пайки всех нержавеющих сталей, включая жаропрочные, также применяют припои, состоящие из 70 % марганца и 30 % никеля. Встречаются разновидности данных смесей с добавками хрома или хрома с железом.

Полученные швы отличаются стойкостью при любых температурах. За границей применяется аналогичный припой с примесью палладия. Стоимость этого металла велика. Однако цена оправдывается высокими показателями качества шва, возможностью пайки деталей с большими зазорами.

Различия по уровню термической обработки

Припои для пайки медных труб различаются по температуре плавления на низко-, средне- и высокотемпературные расходные материалы.

Мягкий припой для медных труб

Компоненты, которые плавятся при низкой температуре, не способны изменить начальные параметры медных элементов, потому что их нагревают только до 150-450 °C. Низкотемпературные припои позволяют создать аккуратное и не очень прочное соединение.

Используется такой расходный материал при монтаже водопровода и систем отопления, на которые не действуют большие нагрузки. С помощью низкотемпературных соединяются трубопроводы диаметром 100 мм, если по ним перемещается вода, нагретая не выше 130 °C.

Расходные материалы, плавящиеся при средней и высокой температуре, позволяют надежно соединить медные детали. Они начинают размягчаться при 450 °C. Верхним порогом температуры плавления является 1110 и 1850 °C в зависимости от вида расходника.

С их помощью создаются прочные швы, устойчивые к повреждениям механического характера и переносящие влияние высоких температур. Поэтому они применяются во время монтажа систем с газом, частных и централизованных сетей отопления.

Выбор инструмента

Если речь идёт об изделиях значительного размера, отложим электрический паяльник, температура которого достигает максимум 500 градусов Цельсия, в сторону, и приступим к выбору газовой горелки, поскольку паяльные лампы менее удобны для работы. Тут следует учитывать следующие критерии:

Температура пламени. Если для домашней мастерской можно ограничиться покупкой устройства, в котором этот параметр достигает 1000 – 1500 градусов, то профессионалу нужно, чтобы температура доходила до 2000 градусов. Это позволит работать с деталями большого размера и использовать тугоплавкие припои и флюсы.
Форма и размер пламени

Для точечных работ важно, чтобы оно имело карандашную форму, и было как можно компактнее. Но для пайки больших объёмов меди используется широкое вихревое пламя

Удобно, когда газовая горелка имеет несколько сменных сопел и систему регулировки, позволяющие производить точную настройку.
Удобство. Для домашней надобности подойдут и устройства, устанавливаемые на портативные газовые баллоны. Но в производстве лучше применять горелки, присоединяемые к большим газовым баллонам с помощью шланга. Они удобнее в использовании и рассчитаны на долговременную эксплуатацию.

В комплекте с горелкой должен поставляться кронштейн для закрепления сменных жал и сам комплект жал различного размера и сечения. Некоторые пытаются изготовить горелку своими руками. Но это требует специальных знаний и точных расчетов. Гораздо проще купить уже готовый инструмент.

Видео по теме

Мягкая пайка, ответы на вопросы.

Практическое применение мягкого расходника.

Практическое применение твёрдого расходника.

Высокотемпературное соединение с серебром.

Источник

Чаще всего, в домашних условиях, возникает необходимость пайки медных труб, при монтаже водопроводов или отопительных систем. Медь является хорошим материалом для водопроводных труб. Она не поддается коррозии, имеет гладкую поверхность, обеспечивающую хороший ток воды, не зарастает отложениями, не только не содержит вредных веществ, но даже обладает бактерицидными свойствами. Медный водопровод способен прослужить очень долго, 50 лет и более.

Немного теории

При пайке вообще и медных трубок в частности, используются обычно нахлесточные типы соединений. Они позволяют обеспечить достаточную прочность конструкции даже в том случае, если используются обладающие относительно малой прочностью мягкие припои. Считается, что для обеспечения удовлетворительной прочности паяного соединения, нахлест должен быть не менее 5 мм. На практике применяются обычно гораздо более высокие значения, что и обеспечивает хороший запас прочности.