Таблицы припоев для пайки: температуры плавления ПОС, ПСр, ПМФ 180-1000°C

Таблица оловянно-свинцовых припоев (ПОС)

Таблица серебряных припоев (ПСр) по ГОСТ 19738-2015

Таблица медно-фосфорных припоев (ПМФ) по ГОСТ 4515-93

Таблица бессвинцовых припоев (экологические требования 2025)

Таблица флюсов для пайки

Таблица прочности паяных соединений

Оглавление статьи

Классификация припоев по температуре плавления

Припои представляют собой металлические сплавы, предназначенные для создания неразъемных соединений путем заполнения зазора между соединяемыми деталями расплавленным материалом с последующей кристаллизацией. Температуры плавления припоев варьируются в широком диапазоне от 183°C до 1133°C, что определяет их классификацию и области применения.

Согласно ГОСТ 17325-79, припои делятся на две основные группы по температуре плавления. К мягким относятся припои с температурой плавления ниже 300°C, к твердым — выше 300°C. Эта классификация определяет не только технологические параметры пайки, но и механические свойства получаемых соединений.

Важной характеристикой припоев является интервал кристаллизации. Припои ПОС-61 и ПОС-63 плавятся при постоянной температуре 183°C, так как их состав практически совпадает с составом эвтектики. Это обеспечивает высокое качество паяных соединений и исключает образование трещин при кристаллизации.

Оловянно-свинцовые припои: свойства и применение

Оловянно-свинцовые припои (ПОС) остаются наиболее распространенными материалами для низкотемпературной пайки благодаря оптимальному сочетанию технологических и эксплуатационных свойств. Наиболее распространенными мягкими припоями являются оловянно-свинцовые сплавы с содержанием олова от 10% до 90%.

Электропроводность оловянно-свинцовых припоев составляет 9-15% электропроводности чистой меди, что делает их пригодными для электротехнических применений. Плотность этих сплавов изменяется в зависимости от соотношения компонентов и может достигать значений от 7300 до 11200 кг/м³.

Особое внимание следует уделить припоям с добавками сурьмы. Оловянно-свинцовый припой с сурьмой (ПОССу) применяется в автомобилестроении, холодильном оборудовании и для пайки обмоток электрических машин. Содержание сурьмы от 0,5% до 2% повышает механическую прочность соединений и их термостойкость.

Бессвинцовые припои: современные экологические требования

Бессвинцовые припои стали обязательным стандартом в современной электронной промышленности с введением директивы RoHS в 2006 году. Эта директива ограничивает использование шести опасных веществ, включая свинец, в электронном и электрическом оборудовании. Наиболее распространенным бессвинцовым припоем стал SAC305 (Sn96.5Ag3Cu0.5).

Переход на бессвинцовые технологии потребовал существенной перестройки производственных процессов. Температура плавления бессвинцовых припоев составляет 217-227°C, что на 34-44°C выше температуры эвтектического оловянно-свинцового припоя. Это потребовало модификации профилей пайки и обновления технологического оборудования.

Состав SAC305 обеспечивает оптимальный баланс между стоимостью и эксплуатационными характеристиками. Содержание серебра 3% улучшает смачиваемость и снижает образование дросса в паяльных ваннах по сравнению с составами без серебра. Медь в количестве 0.5% повышает механическую прочность соединений.

Технологические особенности бессвинцовой пайки включают использование специальных флюсов с улучшенной активностью, поскольку бессвинцовые припои имеют худшую смачиваемость по сравнению со свинцовосодержащими. Требуется также более точное соблюдение температурно-временных режимов для предотвращения перегрева компонентов.

Электропроводность бессвинцовых припоев SAC305 составляет 15-20% от проводимости меди, что выше показателей оловянно-свинцовых припоев. Однако стоимость бессвинцовых припоев остается выше традиционных на 30-50% из-за содержания серебра и более сложной технологии производства.

Серебряные припои: высокотемпературные соединения

Серебряные припои (ПСр) представляют собой группу высокотемпературных сплавов на основе серебра с добавками меди, цинка и других элементов. Серебряные припои имеют температуру плавления от 183 до 1133°C и обеспечивают соединения с высокими механическими и электрическими характеристиками.

Состав серебряных припоев определяет их свойства и области применения. Серебряные припои включают сплавы серебро-медь-цинк различных составов с содержанием серебра от 10% до 70%. Повышение содержания серебра улучшает электропроводность и коррозионную стойкость, но увеличивает стоимость материала.

Технология пайки серебряными припоями требует применения высокотемпературных флюсов. При пайке с использованием серебряных составов применяется флюс, чаще всего бура. Это обеспечивает удаление оксидных пленок при высоких температурах и качественное смачивание поверхностей.

Области применения серебряных припоев охватывают широкий спектр отраслей. Серебряные припои используются для пайки меди и медных сплавов с жаропрочными сплавами и нержавеющими сталями, а также для ювелирных изделий. Высокая коррозионная стойкость делает их незаменимыми в агрессивных средах.

Медно-фосфорные припои: самофлюсующиеся сплавы

Медно-фосфорные припои (ПМФ) представляют уникальную группу материалов, обладающих самофлюсующими свойствами при пайке меди. Медно-фосфорные припои применяются при пайке меди, медных сплавов, серебра, чугуна, твердых сплавов и имеют температуры плавления в диапазоне 660-820°C.

Механизм самофлюсования основан на химических свойствах фосфора. Фосфорные припои относятся к группе самофлюсующихся, так как при нагревании фосфор окисляется в фосфорный ангидрид, который и является флюсом. Это упрощает технологию пайки и исключает необходимость применения дополнительных флюсов.

Важной особенностью медно-фосфорных припоев является ограничение их применения. При пайке латунных деталей с медными применение флюса обязательно, а для пайки стали и чугуна фосфорные припои непригодны. Это связано с образованием хрупких фосфидов железа.

Современные модификации медно-фосфорных припоев включают добавки серебра. Припои с добавлением серебра имеют сниженную температуру плавления, очень хорошую текучесть и устойчивость к агрессивным средам. Марки ПСрМФ15 и ПСрМФ25 обеспечивают оптимальное сочетание прочности и технологичности.

Флюсы для пайки: типы и выбор

Флюсы являются неотъемлемой частью технологии пайки, обеспечивая удаление оксидных пленок и улучшение смачивания поверхностей припоем. Флюсы предназначены для удаления оксидов с паяемых поверхностей, снижения поверхностного натяжения и улучшения растекания жидкого припоя.

Классификация флюсов основана на нескольких критериях. Согласно ГОСТ 19250-73, паяльные флюсы подразделяются по температурному интервалу активности на низкотемпературные (до 450°C) и высокотемпературные (свыше 450°C). Это определяет совместимость флюса с конкретным типом припоя.

Канифольные флюсы остаются наиболее популярными для электроники. Канифоль — твердая природная смола с высокой температурной стабильностью в процессе пайки, остатки которой легко отмываются. Активированные канифольные флюсы типа ЛТИ-120 расширяют область применения без существенного увеличения коррозионной активности.

Кислотные флюсы применяются для сильно окисленных поверхностей. Кислотные флюсы обладают высокой химической активностью и электропроводимостью, поэтому нежелательно их применение в радиоэлектронике. После пайки обязательна тщательная отмывка для предотвращения коррозии.

Прочность паяных соединений и факторы влияния

Прочность паяных соединений зависит от множества факторов, включая тип припоя, качество подготовки поверхностей, технологические параметры пайки и условия эксплуатации. Механические свойства соединений варьируются в широких пределах в зависимости от применяемых материалов.

Мягкие припои обеспечивают прочность на разрыв от 30 до 45 МПа, что достаточно для большинства электротехнических применений. При этом прочность на сдвиг составляет 20-30 МПа, что следует учитывать при проектировании соединений, работающих под нагрузкой.

Твердые припои демонстрируют значительно более высокие механические характеристики. Серебряные припои обеспечивают прочность на разрыв до 300 МПа, что сопоставимо с прочностью многих конструкционных материалов. Медно-фосфорные припои показывают промежуточные значения прочности при хорошей коррозионной стойкости.

Температурная стойкость паяных соединений ограничена температурой плавления припоя. Мягкие припои надежно работают до 100°C, серебряные - до 400°C, что определяет области их применения в различных температурных условиях.

Электропроводность соединений играет важную роль в электротехнике. Серебряные припои обеспечивают электропроводность до 55% от проводимости меди, в то время как оловянно-свинцовые - только 9-15%. Это критично для высокочастотных и силовых применений.

Области применения различных типов припоев

Выбор припоя определяется требованиями конкретного применения, включая рабочую температуру, механические нагрузки, коррозионную стойкость и электрические характеристики. Каждый тип припоя имеет свои оптимальные области использования.

В электронной промышленности доминируют оловянно-свинцовые и бессвинцовые припои. ПОС-61 идеально подходит для пайки радиоэлементов и лужения печатных плат благодаря низкой температуре плавления и хорошим электрическим свойствам. Бессвинцовые альтернативы становятся обязательными в коммерческой электронике.

Автомобильная промышленность использует специализированные припои с учетом вибрационных нагрузок и температурных циклов. Припои с добавками сурьмы обеспечивают повышенную механическую прочность в условиях постоянных нагрузок.

Ювелирное дело требует припоев с высокими эстетическими и коррозионными характеристиками. Серебряные припои применяются для лужения ювелирных изделий, обеспечивая цветовое соответствие и долговечность соединений.

Пищевая промышленность ограничивает применение токсичных элементов. ПОС-90 с минимальным содержанием свинца применяется для ремонта пищевой посуды и медицинского оборудования, хотя современные требования предполагают полный отказ от свинцовых припоев.

Часто задаваемые вопросы