Типы припоев
Оловянносвинцовые припои
Припои совокупности олово — свинец составляют солиднейшую часть из всех используемых мягких припоев. Они используются для соединения большинства металлов.
При пайке этими припоями оптимальная величина зазора образовывает от 0,08 до 0,13 мм, в отдельных случаях вероятны отклонения. При зазорах более 0,25 мм капиллярные силы как фактор, снабжающий заполнение зазоров припоем, не проявляются. При применении оловянносвинцовых припоев возможно применять все методы очистки поверхности подробностей и все способы пайки, и флюсы всех типов. Выбор флюса определяется особенностями паяемых металлов.
Оловянносвинцовые припои владеют хорошей коррозионной стойкостью в большинстве сред.
Припой 5А имеет довольно большую температуру плавления и небольшой промежуток кристаллизации. Но его характеристики смачиваемости и растекаемости хуже, чем у припоев с более высоким содержанием олова, что требует очень тщательной подготовки поверхности подробностей под пайку. Данный припой с высоким содержанием свинца владеет лучшими прочностными особенностями при 150 °С если сравнивать с высокооловянистыми припоями.
Но довольно высокая температура пайки ограничивает возможность применения флюсов на органической базе, таких как канифоль, либо флюсов промежуточного типа. Припой 5Быть может удачно использоваться при пайке газовой горелкой, погружением, индукционным нагревом и в печах. Он используется для запаивания предварительно облуженных контейнеров, для облужи-вания и для пайки подробностей, действующий при умеренно больших температурах.
Припои 10А, 15А, 20А имеют более низкие температуры солидуса и ликвидуса, но более широкий промежуток кристаллизации если сравнивать с припоем 5А. Характеристики смачиваемости и расте-каемости этих припоев кроме этого лучше, чем у припоя 5А. На протяжении затвердевания этих припоев недопустимо относительное смещение паяемых подробностей чтобы не было появления тёплых трещин.
При пайке возможно использовать флюсы всех типов и все методы нагрева. Эти припои употребляются при пайке автомобильных радиаторов, для вмятин и заполнения зазоров в автомобильных кузовах, и для соединения и покрытия металлов в случаях низкой рабочей температуры узлов.
Припои 25А и ЗОА имеют еще более низкую температуру лик видуса, чем все припои, вышеупомянутые, но ту же температуру солидуса, что и припой 20А. Исходя из этого промежуток кристаллизации у этих припоев уже. При применении этих припоев возможно использовать каждые простые методы подготовки поверхности подробностей, флюсы и методы их нанесения и все способы пайки. Они активно используются при пайке механизированными способами и газовыми горелками.
К этому типу припоев относятся многие припои, используемые при пайке автомобильных кузовов.
Припои 35А, 40А, 45А и 50А имеют достаточно низкую темпера-гуру плавления и исходя из этого с ними легко трудиться. Их температура солидуса такая же, как у припоев 20А—ЗОА, и они имеют относительно узкий промежуток кристаллизации. Припои данной группы владеют наилучшим сочетанием смачиваемости, прочности, недороги и исходя из этого активно используются.
Эти припои универсальны п употребляются кроме этого для пайки натиранием и для пайки заливкой. В частности, эти припои активно используются для пайки автомобильных радиаторов, электрических контактов, стыков кровельных страниц, отопительных батарей. Сплав, содержащий 40% свинца и 60% олова, стал самым распространенным припоем неспециализированного назначения и особенно активно используется при пайке листовых металлов.
В радио- и телевизионной индустрии он используется в виде трубчатого припоя, заполненного канифолью.
Припой 60А в большинстве случаев используют в тех случаях, где направляться выполнять твёрдые температурные режимы, как, к примеру, при пайке правильных и чувствительных устройств. По составу данный припой весьма близок к эвтектическому и исходя из этого имеет весьма узкий промежуток кристаллизации. При применении этого припоя возможно пользоваться всеми способами и всеми флюсами подготовки поверхности, нанесения флюсов и нагрева.
Припой 70А имеет особое назначение и используется в том месте, где нужно высокое содержание олова. Он рекомендован для пайки цинка, и для облуживания металлов. При применении этого припоя применимы все технологические приемы пайки.
Влияние примесей на особенности оловянносвинцовых припоев
Загрязнения примесями оловянно-свинцовых припоев смогут быть не только результатом неправильных выплавки и рафинирования, но и результатом неточностей при обычном ведении пайки. Рафинирование металлов требует особого оборудования и тщательного металлургического контроля, и исходя из этого очистка припоев от негативных примесей самим заводом-потребителем в большинстве случаев не рекомендуется.
алюминий и Цинк. Эти два металла кроме того в весьма малых количествах очень сильно ухудшают свойства припоев. Уже 0,005% любого из них смогут ухудшить сотрудничество припоя с главным металлом, снизить растекаемость и привести к склонности к образованию трещин при затвердевании.
Исходя из этого стандарт ASTM и национальные стандарты США допускают содержание алюминия либо цинка в припое не выше 0,005%.
Железо. Стандарт ASTM и национальные стандарты США ограничивают содержание железа в припое до 0,02%. Наличие соединений железа с оловом делает оловянносвинцовые припои жёсткими, а при расплавлении — зернистыми, не смотря на то, что при содержании железа до 0,1% отрицательное влияние в большинстве случаев не проявляется.
Медь. В британских и американских стандартах имеется значительное расхождение относительно содержания меди в оловянносвинцовых припоях. Британский стандарт допускает большое содержание меди в припое не более 0,5%, тогда как по обоим американским стандартам содержание меди не должно быть больше 0,08%.
При содержании меди более чем 1,0% припой при расплавлении делается зернистым.
Сурьма. Присутствие сурьмы в оловянносвинцовых припоях может играться неоднозначную роль. В зависимости от назначения припоя сурьма может рассматриваться или как вредная примесь, или как заменитель некоего количества олова.
В случае если количество сурьмы не превышает 6% содержания олова в припое, то все количество сурьмы будет в состоянии жёсткого раствора сурьма—олово.
В случае если количество сурьмы в припое превышает указанное, то соединения олова с сурьмой, имеющие большую температуру плавления, выкристаллизовываются, делая припой зернистым, хрупким и густотекучим. Стандарт США QQ-S-571c допускает большое содержание сурьмы до 0,5% в припоях Sn70, Sn60, Sn50, Sn40 и Sn5 и 0,25% для Sn63. Но в припоях Sn35, Sn30 и Sn20 предельное число сурьмы образовывает примерно 6% от содержания олова.
Стандарт В32—58 класс А определяет большое содержание сурьмы в 0,12% для припоев, содержащих более 35% олова, а класс В допускает содержание сурьмы 0,5%. Класс С, охватывающий припои с содержанием олова от 20 до 40%, определяет, что содержание сурьмы не должно быть больше 6% от количества олова.
Допустимые пределы загрязнения ванны при пайке погружением. При пайке погружением ванна с течением времени загрязняется, и исходя из этого приходится существенно повышать ее температуру для сохранения жидкотекучести припоя. Чрезмерная загрязненность проявляется в том, что паяные соединения получаются неотёсанными и шероховатыми.
Повышение температуры ванны действует только временно, поскольку в один момент ускоряется загрязнение ванны.
Стандарты ASTM и национальные стандарты США, устанавливающие допустимое содержание загрязнений для разных марок припоев, предназначаются лишь как руководящие материалы при покупке припоев. Применение этих стандартов для определения предельной степени загрязненности может привести к ошибочной выбраковке припоя, что в конечном итоге еще в полной мере пригоден для пайки. Так, к примеру, по стандарту США содержание железа в припоях допускается не более 0,02%, но шероховатость паяного соединения в большинстве случаев не отмечается при содержании железа до 0,1%.
медь и Железо возможно частично удалить из загрязненного припоя, применяя низкую растворимость сплавов медь—олово и желез о—олово при температурах ликвидуса припоя. Для данной цели температуру ванны снижают практически до температуры ликвидуса незагрязненного припоя. Выделившиеся при данной температуре кристаллы соединений медь—железо и олово—олово возможно удалить, пользуясь ковшом с отверстиями, что удерживает имеющиеся загрязнения (шлак), но пропускает расплавленный припой.
Оловянносвинцовосурьмяные припои
Сурьма может находиться в припое как примесь либо как особая добавка. Сплавы, которые содержат до 0,5% сурьмы в виде примеси, в большинстве случаев обозначаются как припои класса В, к примеру, 20В, ЗОВ, 40В и без того потом. Эти припои применимы за исключением особенных случаев для тех же целей, что и соответствующие припои класса А. Сурьма может кроме этого добавляться в припой намерено, как заменитель некоего количества олова.
Добавки сурьмы до 6% от содержания олова улучшают механические особенности припоев, но наряду с этим пара ухудшают их технологические характеристики.
Зазоры в соединениях при пайке оловянносвинцовосурьмяными припоями должны быть порядка 0,07—0,12 мм, не смотря на то, что явление капиллярности фактически имеет место при зазорах до 0,25 мм. При пайке этими припоями возможно использовать все стандартные методы подготовки поверхностей, каждые способы нагрева и стандартные флюсы. Но эти припои не рекомендуется использовать для пайки алюминия, металлов и цинка, покрытых цинком, к примеру оцинкованного железа, поскольку сурьма дает с цинком интерметал-лидные соединения, вызывающие хрупкость припоя.
Припои класса С (от 20С до 40С) имеют приблизительно такие же температуры плавления, как и подобные припои класса А, которые содержат олова на 5% больше. ползучести и Пределы прочности и твердость соединений, паянных этими припоями, выше, чем при применении припоев, не содержащих сурьмы, но наряду с этим расте.каемость и капиллярность припоя становятся хуже. Область применения этих припоев ограничивается пайкой покрытий и металлов, не содержащих цинка.
Оловянносурьмяный припой
Оловянносвинцовые припои негодны для применения в соединениях длительно трудящихся под действием нагрузок при температурах более чем 150°. Для указанных соединений направляться использовать оловянносурьмяный припой, владеющий высокими технологическими и прочностными чертями. Он имеет более высокую электропроводность если сравнивать с оло-вянносвинцовыми припоями и кроме этого рекомендуется в случаях, в то время, когда недопустимо в соединении присутствие свинца, к примеру для пайки пищевого оборудования.
Оловянносеребряные припои
Оловянносеребряные припои используются в основном при изготовлении правильных устройств, поскольку большая цена не разрешает применять эти припои для простых целей. Этими припоями легко паять, пользуясь канифолью.
Оловянноцинковые припои
Электрохимическая коррозия паяных алюминиевых соединений понижается, в случае если металлы, входящие в соединение, будут близки друг к другу по электрохимическому потенциалу. Исходя из этого для пайки алюминия рекомендуется использовать оловянноцинковые припои с содержанием олова 70—80%- Эти припои имеют температуру ликвидуса между 260—310° С. Сейчас принято додавать в припой 1—2% алюминия либо же увеличивать содержание цинка до 40%. Эти припои имеют лучшую коррозионную стойкость, но их более высокая температура ликвидуса пара затрудняет пайку.
Свинцовосеребряные припои
Но растекаемость этих сплавов низкая. При хранении свинцовосеребряных припоев во мокрой воздухе они корродируют и становятся негодными. Добавка 1% олова в эти припои усиливает их свойства смачиваемости и растекаемости, и понижает их склонность к коррозии во мокрой воздухе. При добавлении олова в свинцовосеребряные припои, которые содержат более 1,75% серебра, выделяются кристаллы интерметаллидных соединений олова с серебром.
Исходя из этого олово добавляется в припои, которые содержат не более 1,5% серебра.
При температурах до 175° С эти припои владеют хорошими механическими особенностями при опробовании на разрыв, на ползучесть и срез. Их усталостные характеристики существенно выше, чем у припоев, не содержащих серебра. Свинцовосеребряные припои требуют более больших специальных методов и температур пайки введения флюсов.
Для получения прекрасных результатов при пайке непокрытых металлов рекомендуется использовать флюсы па базе хлористого цинка. Канифольные флюсы при повышенной температуре пайки разлагаются и смогут использоваться только при весьма маленьком времени пайки.
Кадмиевосеребряный припой
Характеристики плавления припоя, содержащего 95% серебра и 5% кадмия. Данный припой используется тогда, в то время, когда большая рабочая температура соединений не допускает применения вторых припоев.
При пайке этим припоем стыковых соединений из меди возможно взять предел прочности при комнатной температуре, равный 17,0 кГ/мм2. При 218° С возможно взять предел прочности, равный 1,8 кГ/мм2.
Кадмиевосеребряный припой возможно использовать при пайке алюминия с алюминием либо с другими металлами. Но, как мы знаем, при пайке алюминия с другими металлами нужно учитывать возможность электрохимической коррозии. При неправильном обращении кадмиевосеребряный припой возможно страшен для здоровья.
Кадмиевоцинковые припои
Эти припои при применении соответствующего флюса дают соединения со коррозионной стойкостью и средней прочностью. Припой, содержащий 40% цинка и 60% кадмия, отыскал широкое использование при пайке алюминиевых цоколей электроламп. При неправильном обращении эти припои также будут быть вредными для здоровья.
Цинковоалюминиевый припой
Высокая температура солидуса этого припоя ограничивает его использование работами, при которых допустима температура пайки выше 370 °С. По данной же причине с этим припоем используется лишь реакционный флюс.
Легкоплавкие припои
Припои, которые содержат висмут (так именуемые легкоплавкие сплавы), используются в том месте, где требуется, дабы температура пайки была меньше 183 °С, т. е. в том месте, где оловянносвинцовые припои неприменимы.
Припои с низкой температурой плавления используются в следующих случаях:
1) при пайке термообработанных поверхностей, в случае если увеличения температура может привести к разупрочнению подробности;
2) при пайке соединений с близко расположенными подробностями из материалов, чувствительных к температуре;
3) при последовательной (ступенчатой) пайке, дабы не рас-! плавить выполненное ранее соединение;
4) при пайке ограничительных устройств, в которых требуется разрушение паяного соединения при относительно низкой температуре.
Многие из этих припоев, в особенности с громадным содержанием висмута, негодны для стремительной пайки. Для того чтобы получить удовлетворительные соединения при пайке непокрытых металлов, к примеру меди либо стали, необходимо обращать особенное внимание на чистоту поверхности металла и использовать активные флюсы. При применении некоррозионных флюсов для пайки непокрытых подробностей получение хорошего соединения маловероятно.
Некоррозионные флюсы возможно использовать для пайки поверхностей, предварительно покрытых оловом, серебром либо кадмием. Соединения, полученные посредством этих припоев, весьма чувствительны к долгим нагружениям, в особенности при температурах выше комнатной (см. гл. 4 «Конструирование паяных соединений»).
Припои, которые содержат индий
Свойства припоев, содержащих индий, делают их полезными для некоторых особых работ. Возможность применения этих припоев для конкретных соединений обязана определяться с изготовителем припоя. Обычный припой, содержащий 97,5% свинца и 2,5% серебра, не смачивает удовлетворительно большая часть металлов.
Добавление к этому припою 1н-2% индия усиливает его свойства смачиваемости. В следствии получается припой с большой температурой плавления, пригодный для пайки подробностей без предварительного покрытия. Свинцовосеребряноиндиевые припои рекомендуются для соединений, подверженных действию щелочей.
Оловянносвинцовые припои с содержанием индия более чем 25% кроме этого владеют хорошей коррозионной стойкостью в щелочных растворах. Но их температура солидуса ниже, а промежуток кристаллизации шире, чем у свинцовосеребряноиндиевого сплава. Сплав с содержанием 50% олова и 50% индия прекрасно сцепляется со стеклом и может использоваться для пайки стекла с металлом и стекла со стеклом.
Низкое давление паров этого сплава разрешает использовать его для герметизации вакуумных совокупностей.
Индиевые припои в большинстве случаев не требуют особенных технологических приемов. Индиевые припои с низкой температурой плавления, которые содержат висмут, требуют применения кислотных флюсов либо предварительного покрытия подробностей. Для индиевых припоев пригодны все методы нагрева, флюсы и технологические процессы, каковые используются при пайке простыми оловянносвинцовыми припоями.
