Какие виды припоя существуют?

Припоями именуют материалы, которые используются для скрепления отдельных заготовок в единое целое в процессе пайки. Основное требование заключается в том, чтобы t плавления припоя была меньшей, чем t плавления скрепляемых металлов. Припойные сплавы производят преимущественно из металлов (Sn, Cu, Ni, Pb, Cd, Ag и прочих), а также из неметаллических материалов. Насколько крепким и долговечным будет паяный участок, зависит от соблюдения технологических моментов и эксплуатационных условий.

Выпуск припоев осуществляют в разных формах. Это могут быть гранулы, порошковая или пастообразная масса, проволока или прутки, фольга, а также закладные детали.

По основной классификации выделяют два вида припоев: легкоплавкие (мягкие) и тугоплавкие (твердые). Первые плавятся при t до 300 °С и их предел прочности составляет 16-100 МПа. Ко вторым принадлежат те, t плавления которых больше указанного значения, а прочность находится в диапазоне 100-500 МПа. Рассмотрим детальнее каждый из этих видов.

Мягкие припойные сплавы

Самые популярные из них – свинцово-оловянные сплавы (ПОС) с разным соотношением элементов. Олова в составе может быть 10-90 %, остальное, разумеется – свинец. Электрическая проводимость – 9-15 % проводимости чистой меди. Особые свойства достигаются добавлением вспомогательных компонентов. Чтобы уменьшить t плавления, используют висмут и кадмий, а для повышения прочности спаивания – сурьму.

Так как данному виду свойственна малая t плавления и небольшая прочность соединения, для серьезных, подвергающихся значительным нагрузкам, деталей их лучше не задействовать. Если же такая необходимость есть, стоит увеличить площадь пайки.

К наиболее часто используемым мягким припоям принадлежат от ПОС-18 до ПОС-90, где цифра указывает на количество олова в составе.

Как правило, тот или иной подвид применяют для определенных процессов, с учетом их специфики. С помощью ПОС-90 спаивают детали перед гальванической обработкой. ПОС-61 необходим для соединения точных устройств, особенно ответственных компонентов из разных материалов. К примеру, их задействуют для меди и латуни, чтобы увеличить прочность и электропроводность. Если в особой точности потребности нет, можно брать ПОС-40, при этом место скрепления может быть нагрето до большой t. Что касается ПОС-30, то ему отдают предпочтение, если ведется работа с медью, латунью или стальными сплавами, поскольку с этими металлами он сочетается лучшим образом.

Другие варианты мягких припоев:

- сурьмянистые (ПОССу). Подходят для изделий из цинка или с цинковым покрытием. Важны тогда, когда к прочности скрепления выдвигаются максимизированные требования;

- оловянно-свинцово-кадмиевые (ПОСК). Если элементы, подлежащие спаиванию, проявляют чувствительность к перегреву, используют данный вид. Также он подходит для обработки выводов к пьезокерамическим компонентам и конденсаторам;

- оловянно-цинковые (ОЦ). Ими паяют алюминий;

- бессвинцовые припои. В составе, кроме Sn, могут находиться Cu, Ag, Bi и иные металлы. В последнее время эта категория получает все большее распространение, так как огромное внимание уделяется экологическим вопросам. Строго рассматривается токсичность каждой из составляющих. Поэтому бессвинцовыми припоями все чаще спаиваются детали электроники и электрической техники, главным образом, бытового предназначения.

Твердые припойные сплавы

Среди них выделяют две группы: медные и серебряные сплавы.

К первым принадлежат медно-цинковые (ПМЦ-36 и ПМЦ-54), хорошо подходящие для скрепления деталей, для которых предвидятся статические нагрузки. Ввиду их хрупкости, нецелесообразным является применение для пайки материалов, которые будут подвергаться нагрузкам ударного или вибрационного характера. Еще один вариант – сплав медь + титан (ПМТ-45). И еще один – медно-фосфористые припои, в которых к Cu и Sn добавлен фосфор. Ими соединяют медь и ее сплавы, а также серебро, чугун и твердые сплавы.

Среди серебряных припоев с t плавления 183-1133 °С стоит отметить ПСр-15 и ПСр-45. Соответственно, цифра указывает на количество Ag в составе. Чем является остальная масса? Медью и цинком. Другие возможные сочетания составляющих: Ag + Pb + Sn, Ag + Pb, Ag + Cu, Ag + Cu + Zn + Cd и т.д. Данной группе характерно различнейшее применение.

Конечно, есть и иные виды припоя, но они используются гораздо реже, нежели вышеперечисленные. Ими, обычно, паяют редкие металлы либо используют их тогда, когда предвидятся спец. условия. Если, например, функционирование деталей будет осуществляться при высоких температурах, можно задействовать припои на основе никеля. Кроме того, они подходят для изделий из нержавейки. Лучший вариант для вакуумных трубок – золотые припои. Также в ряде случаев могут быть использованы магниевые составы.