Припои

Какие бывают припои и какие у них свойства?

В начале своей радиолюбительской деятельности многие начинающие радиолюбители редко задаются вопросом о том, какие бывают припои и каковы их свойства. Да и для сборки простейших самодельных устройств вполне достаточно самого распространённого припоя типа ПОС-61 или ему подобного. Как говориться: ”Было бы, чем паять…”

Припой можно даже не покупать. Порой достаточно взять старую печатную плату от какого-нибудь электронного прибора и собрать припой разогретым жалом паяльника с паяных контактов. Особенно такой метод “добычи” припоя актуален для тех, кто живёт вдали от городов и крупных населённых пунктов, где нет возможности побывать в магазине радиотоваров.

Но всё же, припой припою рознь. В своей практике человек, имеющий дело с электроникой должен разбираться в вопросе выбора припоя. Поэтому рассмотрим подробно, какие бывают припои, для чего они применяются, какой припой использовать для монтажа электронных схем и ремонта бытовой радиоаппаратуры.

Какие бывают припои?

Припои делят на мягкие (легкоплавкие) и твёрдые. Для монтажа радиоаппаратуры применяются как раз легкоплавкие припои, т.е. такие, температура плавления которых лежит в пределах до 300 - 450⁰C. Мягкие припои по своей прочности уступают твёрдым, но для сборки электронных приборов применяются лишь мягкие припои.

Припой представляет собой сплав металлов. Для легкоплавких припоев это, как правило, сплав олова и свинца. Именно эти металлы составляют большую часть в сплаве. Также в сплаве могут присутствовать и легирующие металлы, но их количество в составе сплава невелико. Примеси других металлов вводят в оловянно-свинцовые припои для получения определённых характеристик (температуры плавления, пластичности, прочности, устойчивости к коррозии).

Наиболее распространены припои ПОС (припой оловянно-свинцовый). Далее за кратким обозначением марки припоя следует число, которое показывает процентное содержание в нём олова. Так в припое ПОС-40 содержится 40% олова, а в припое ПОС-60, соответственно, 60%.

Бывает, что в пользование попадает припой неизвестной марки. Приблизительно оценить состав припоя можно по косвенным параметрам:

• Припои оловянно-свинцовой группы имеют температуру плавления 183 – 265⁰C.
• Если припой имеет яркий металлический блеск, то в таком припое достаточно большое содержание олова (ПОС-61, ПОС-90).

Наоборот, если припой тёмно-серого цвета, а поверхность матовая, то в таком припое большое процентное содержание свинца. Именно свинец придаёт припою своеобразный сероватый оттенок.

• Также припои, в которых много свинца очень пластичны.

Так, например, пруток диаметром 8 мм. из припоя с большим содержанием свинца (ПОС-30, ПОС-40) легко гнётся руками. Олово, в отличие от свинца, придаёт припою прочность и жёсткость.

Рассмотрим, в каких целях используются припои оловянно-свинцовой группы (ПОС).

• ПОС-90 (Sn 90%,Pb 10%). Этот припой применяется при ремонте пищевой посуды и медицинского оборудования. Как видим, в нём небольшое содержание свинца (10%), который достаточно токсичен и его применение в вещах, соприкосающихся с пищей и водой недопустимо.
• ПОС-40 (Sn 40%,Pb 60%). В основном служит для пайки электроаппаратуры и деталей из оцинкованного железа, ремонта радиаторов, латунных и медных трубопроводов.
• ПОС-30 (Sn 30%,Pb 70%). Данный припой применяется в кабельной промышленности, а также он служит для лужения и пайки листового цинка.
• И, наконец, ПОС-61 (Sn 61%,Pb 39%).Тоже, что и ПОС-60. Думаю, между ними особой разницы нет.

Припой ПОС-61 используется для лужения и пайки печатных схем радиоаппаратуры. Именно этот припой в основном служит материалом для сборки электроники. Температура его плавления начинается со 183⁰C, а полное расплавление достигается при температуре в 190⁰C.

Производить пайку таким припоем можно с помощью обычного паяльного инструмента не боясь перегрева радиоэлементов, поскольку полное расплавление припоя достигается уже при 190⁰C.

Такие припои, как ПОС-30,ПОС-40,ПОС-90 полностью расплавляются при температурах в 220 – 265⁰C. Для многих радиоэлектронных компонентов такая температура является предкритической. Поэтому для сборки самодельных электронных устройств лучше использовать ПОС-61.

Зарубежным аналогом припоя ПОС-61 можно вполне считать припой Sn63Pb37 (олова 63%, свинца 37%). Он также применяется для пайки радиоаппаратуры и для изготовления самодельной электроники. Радиолюбители выбирают именно его, как альтернативу отечественному припою ПОС-61.

Одной из разновидностей припоев ПОС является припой марки ПОССу. Да, если произнести вслух, то звучит не очень то презентабельно . Но, несмотря на это, оловянно-свинцовый припой c сурьмой (именно так расшифровывается сокращённое обозначение) применяется в автомобилестроении, в холодильном оборудовании, для пайки обмоток электрических машин, элементов электроаппаратуры, моточных деталей и кабельных изделий. Хорошо подходит для пайки оцинкованных деталей. В таких припоях кроме свинца и олова присутствует от 0,5% до 2% сурьмы.

Как видим из таблицы, припой ПОССу-61-0,5 наиболее подходит для замены ПОС-61, так как имеет температуру полного расплавления – 183⁰C.

Низкотемпературные припои.

Среди припоев существуют такие, которые предназначены специально для пайки компонентов очень чувствительных к перегреву. Самым “высокотемпературным” среди низкотемпературных свинцово-содержащих припоев является ПОСК-50-18. Он имеет температуру плавления 142-145⁰C. В своём составе ПОСК-50-18 имеет 50% олова и 18% кадмия. Остальные 32% приходится на свинец. Наличие в сплаве кадмия усиливает устойчивость к коррозии, но и придаёт припою токсичность.

Далее по убыванию температуры плавления идёт сплав РОЗЕ (Sn 25%,Pb 25%, Bi 50%). Маркируется как ПОСВ-50. Температура его плавления ниже температуры кипения воды и составляет 90 - 94⁰C. Он предназначен для пайки меди и латуни. В составе сплава РОЗЕ олово занимает 25%, свинец – 25%, висмут – 50%. Находит применение в плавких защитных предохранителях, которые можно обнаружить в любой радиоаппаратуре.

Ещё более низкотемпературным является сплав ВУДА (Sn 10%, Pb 40%,Bi 40%, Cd 10%). Температура плавления данного припоя 65 – 72⁰C. Так как в этом припое присутствует кадмий (10%), то он токсичен, в отличие от сплава РОЗЕ.