2.10. Припои и флюсы

Пайка основана на явлениях растворения, взаимной диффузии расплавленного припоя и основного металла. Припой, остывая, образует механически прочное соединение с высокой электропроводностью.

Различают пайку легкоплавкими (мягкими) и тугоплавкими (твёрдыми) припоями. Температура плавления мягких припоев не превышает +400 ^ОС, предел их прочности при растяжении — 50...70 МПа. Твёрдые припои плавятся при температуре около +1000 ^ОС, их прочность при растяжении достигает 500 МПа.

Соединению деталей пайкой препятствуют жировые плёнки, окислы и загрязнения. Для их удаления и защиты соединяемых деталей от окисления при пайке используют вспомогательные вещества — флюсы.

В электротехнике для пайки медных и алюминиевых деталей, жил проводов и кабелей используют преимущественно легкоплавкие припои (табл. 2.4), для пайки конструкционных материалов — тугоплавкие припои.

Легкоплавкие припои выпускаются в виде чушек, прутков, проволоки, гранул и трубок диаметром 1...5 мм, заполненных флюсом, а также в виде паст, содержащих порошок припоя и жидкий флюс.

Буквы в марке припоя указывают на его состав: ПОС — припой оловянно-свинцовый, цифры — на содержание в припое олова в процентах от объёма. Снижение содержания олова в припое увеличивает температуру плавления, но удешевляет припой. Введение в состав припоя кадмия или висмута снижает температуру плавления припоя (припои ПОСК, ПОСВ).

Пайку легкоплавкими припоями выполняют при помощи электрических паяльников или погружением в расплавленный припой. Пайка погружением или омыванием расплавленным припоем (так называемая «пайка способом стоячей волны») весьма производительна и экономична при конвейерном производстве печатных плат электронной аппаратуры.

Таблица 2.4

Оловянно-свинцовые припои

Марка припоя	Температура плавления, ОС	Области применения
ПОСВ-33	+130	Пайка плавких предохранителей
ПОСК-50	+145	Пайка полупроводниковых приборов и деталей, не допускающих перегрева
ПОС-61	+190	Пайка ответственных деталей из стали, меди, латуни, бронзы при нежелательной высокой температуре пайки. Пайка тонких обмоточных проводов, полупроводниковых приборов, обмоточных проводов в полихлорвиниловой изоляции. Обеспечивает повышенную механическую прочность и электропроводность
ПОС-40	+235	Пайка проводов большого сечения и деталей, допускающих высокую температуру нагрева

При пайке легкоплавкими припоями используют кислотные и бескислотные флюсы.

Кислотными флюсами пользуются при пайке конструкционных элементов установок из чёрных, цветных и благородных металлов простой конфигурации, позволяющей удалить с места пайки остатки флюса, который со временем может вызывать бурную коррозию паяных деталей.

При монтаже электро-, радио- и электронной аппаратуры, когда применение кислотных флюсов недопустимо, пользуются бескислотными флюсами, не разрушающими место пайки.

При пайке меди, латуни, бронзы используют светлую канифоль, при пайке в труднодоступных местах — раствор 15 % канифоли в этиловом спирте. Составом из 6 % канифоли, 14 % глицерина и этилового спирта пользуются при повышенных требованиях к герметичности швов. После пайки остатки флюса удаляют спиртом или ацетоном.

Таблица 2.5

Припои для пайки алюминия

Марка припоя	Температура плавления, ОС	Состав припоя, %
		Цинк	Олово	Медь	Алюминий
ПА	400…425	58	40	до 2	–
ЦО - 12	500…550	88	12	–	–
ЦА - 15	550…600	85	–	–	15
П 250 А	350…380	20	80	–	–

Для пайки алюминия применяют цинко-оловянные и цинко-алюминиевые припои (табл. 2.5).

Нагретый металл натирают бруском припоя, при этом плёнка окиси алюминия разрушается, металл покрывается слоем припоя — облуживается. Лужёные детали из алюминия можно паять припоями для алюминия или оловянно-свинцовыми типа ПОС. В качестве флюсов при пайке алюминия используют хлориды цинка, лития, калия, смесь 15 % иодида лития с 85 % олеиновой кислоты или состав из 50 % тунгового масла с 33 % канифоли и 17 % кальцинированного хлорида цинка.

После пайки остатки флюса необходимо удалить бензином.