припой ПОС 40, ПОС-30, ПОС-61, ПОС 40-0,5 разных диаметров

Припой оловянно-свинцовый ПОС 61 идеально подходит для использования в бытовых условиях. Этому способствует низкая легкоплавкость состава, за счет высокого содержания олова. Его температура плавления не превышает 200 градусов Цельсия.

Благодаря высокой текучести расплавленного состава, припой заполняет все щели и полости, обеспечивая высокие качественные характеристики соединения. Примененный состав относится к категории универсальных. С его помощью можно паять изделия из следующих металлов:

• сталь;
• медь;
• латунь;
• бронза;

На отечественном рынке имеется аналог данного припоя – ПОС 60. Массовая доля олова в его составе всего на один процент меньше.

Зарубежный аналог – Sn63Pb37, в составе которого содержится 63 % олова и 37 % свинца. Технические характеристики и сфера применения материала практически не отличается от ПОС 61.

 

Несколько правил пайки

Есть одно незыблемое правило: температура паяльника должна быть выше температуры расплавления припоя.
Причём припойный материал должен быть расплавлен полностью ещё до того, как он заполнит пустые пространства и равномерно распределится по поверхности.

Если жало паяльника окажется чересчур перегрето, припой окислится и паяльный шов получится не слишком качественным. Кстати, окислы могут появиться и на самом паяльнике, и для того, чтобы избавиться них, специалисты советуют приобрести так называемый активатор жала — действительно очень полезная вещь.

А если жало паяльника будет не просто перегрето, а перегорит, то припойный материал вообще перестанет на нём держаться. «Холодная» пайка (то есть когда температура жала паяльника меньше оптимальной) тоже не даст ожидаемого результата.

 

Разновидности Припоев Оловянно-Свинцовых (ПОС)

Наиболее известными из припоев являются ПОС 10, ПОС 40, ПОС 61 и ПОС 90 (бессурьмянистые припои). А ПОС содержащие сурьму имеют наименование ПОССУ. Содержание сурьмы увеличивает прочность припоя на несколько процентов.

Если разговор идет про плавление соеденения олова и свинца, необходимо знать определения солидуса и ликвидуса. Если нагреть любую смесь из двух и более металлов, то сначала произойдёт плавление (преобразование из твердой в жидкое состояние) самых легкоплавных частиц. Это температурная точка, называемая солидусом сплава.

При дальнейшем нагреве начинают плавиться более тугоплавкие металлы в сплаве. После того как они расплавятся, наступает точка ликвидуса. После чего припой ПОС считается полностью расплавленым.

Между точками солидуса и ликвидуса находится состояние повышенной пластичности припоя. При этой температуре припой можно деформировать и тянуть, не теряя целостность.

Существуют припои, у которых точка солидуса и ликвидуса совпадает, они называются эвтектические сплавы. Этот показатель говорит  о том, что припой высокого качества, такой припой очень удобен при пайке.

 

О составе ПОС

В ПОС-40 — 40 % олова, а в ПОС-61 — около 61 % олова. Все остальное – это свинец и дополнительные примеси. По внешнему виду можно определить, какой перед вами припой. Матовый и темный припой содержит больше свинца. Светлый и блестящий — больше олова. Лучше всего это можно увидеть в сравнении.

Прочность припоя зависит на ряду с легированием сплава от паяемого металла. Для пайки цинка или меди в ПОС добавляют немного цинка или меди соответственно. Что снижает химическую эрозию металла и повышает поверхностную прочность соединения.

 

Легирование ПОС

Эксплуатационные характеристики припоя можно улучшить с помощью легирования следующими веществами:

• Пластичность, стойкость к термоциклированию становится лучше за счет добавок серебра, индия, лития, марганца, висмута.
• Устойчивость к коррозии припоя улучшает никель и медь.
• Увеличению жаропрочности способствует кобальт, кремний, цирконий, гафний, ванадий, вольфрам, ниобий.
• Припой становиться прочнее если добавить бор, железо, никель, кобальт, цинк, кремний.
• Добавка серебра, меди, цинка, кадмия, сурьмы и алюминия улучшает адгезию припоя.

 

Характеристики ПОС и ПОССу

Характеристики припоев оловянно-свинцовой группы, показаны в таблице параметров. Здесь можно увидеть такие характеристики, как удельное электросопротивление, температуру плавления, временное сопротивление разрыву, плотность, ударную вязкость и твердость по Бринеллю, теплопроводность, относительное удлинение существующих разновидностей ПОС и ПОССУ.

Из таблицы видно самый легкоплавкий (низкотемпературный) припой (кадмиевый ПОСК 50-18) с температурой плавления 145 °C, и самым прочный припой для пайки (ПОССу 4-6) с временным сопротивлением разрыву 6,5 кгс/мм². 

 

Низкотемпературые припои

Низкотемпературые припои предназначены специально для пайки компонентов очень чувствительных к перегреву. Самым «высокотемпературным» среди низкотемпературных является ПОСК-50-18. Он имеет температуру плавления 142–145°C. 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 ему 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 – 94°C. Он предназначен для пайки меди и латуни. В составе сплава РОЗЕ олово занимает 25%, свинец – 25%, висмут – 50%. 

Этот сплав очень популярен у радиомехаников и вообще у всех электронщиков. Применяют его для демонтажа/монтажа чувствительных к перегреву элементов. Данный сплав идеально подходит для лужения медных дорожек только что изготовленной печатной платы, а также в плавких защитных предохранителях. 

Ещё более низкотемпературным является сплав ВУДА (Sn 10%, Pb 40%, Bi 40%, Cd 10%). Его температура плавления 65 – 72°C. Так как в сплаве ВУДА присутствует кадмий (10%), из-за этого также явлестся токсичным, как и ПОСК-50-18, в отличие от сплава РОЗЕ.

 

Характеристики ПОС 10

ПОС 10 имеет следующий химический состав: 9-10 % олова, около 89 % свинца, 0,2 % висмута, 0,1 % сурьмы и остальные примеси в незначительных количествах. ПОС-10 используется для лужения и пайки контактных поверхностей электроники. Например, им заливают контрольные пробки в корпусах радиоэлектроники и паяют реле.

Температура пайки ПОС 10 — 299 °С. Точка солидуса — 268 °С.

 

Плюсы ПОС 10

• высокая температура плавления полезна при пайке корпусов аппаратуры.

  Минусы ПОС 10

• высокое удельное сопротивление — 0,2 Ом•мм²/м;
• высокое содержание свинца, опасного для здоровья;
• низкая прочность и сопротивление разрыву около 3,2 кгс/мм².

 

Характеристики ПОС 30

ПОС 30 — это промежуточное звено между ПОС 10 и ПОС 40. ПОС 30 состоит из: 30 % олова и 69,5 % свинца. Остальное легирование и примеси. ПОС 30 можно не колеблясь заменить на ПОС 40. Температура плавления (ликвидус) равна 238 °С, а температура пластичности (солидус) равна 183 °С. ПОС 30 обычно применяется для пайки и лужения радиаторов и листового цинка.

  Плюсы ПОС 30

• хорошая адгезия;
• высокая прочность.

 

Минусы ПОС 30

• высокое содержание свинца;
• чаще выпускается в прутках.

 

Характеристики ПОС-40

ПОС 40 состоит на 39-41 % из олова, на 59 % из свинца. Остальные примеси в том же соотношении, как и у ПОС-10. ПОС-40 обычно применяется для пайки и лужения корпусов радиоаппаратуры из оцинкованного железа с оцинкованными швами.

 

Температура пайки припоя ПОС-40 238 °С, а солидус — 183 °С.

 

Плюсы ПОС 40

• более устойчив к термоцикличности, чем ПОС-61;
• хорошее соотношение пластичности и температуры плавления.

 

Минусы ПОС 40

• завышенная температура ликвидуса;
• высокое содержание свинца, что вредно для здоровья.

 

ПОС 61 (ПОС 60)

Существуют припои, произведенные по международным стандартам, например, припой Sn60Pb40, содержащий олова 60 % и свинца 40 %. Температура плавления припой 60/40 равна 191 °С.

Еще один пример припой ПОС-62. Его температура плавления c равна 184 °С, ее можно найти в зарубежном каталоге припоев (например, Kester).

 

Характеристики ПОС 61

ПОС-61 обычно используют для пайки и лужения электронных компонентов и печатных плат точных приборов с высокогерметичными швами, для которых не допускается перегрев.

 

Состав ПОС-61:

• Олово 59 — 61 %;
• Сурьма — не более 0,1 %;
• Медь — не более 0,05 %;
• Висмут — не более 0,02 %;
• Мышьяк — не более 0,02 %;
• Железо — не более 0,02 %;
• Никель — не более 0,02 %;
• Сера — не более 0,02 %;
• Цинк — не более 0,002 %;
• Алюминий — не более 0,002 %;
• Свинец — остальное — около 38,7 — 40,7 %.

 

Температура пайки припоя ПОС-61 составляет 220 °С. Солидус — 183 °С.

 

Технические характеристики ПОС 61 (по ГОСТ 21931-76):

• Плотность определяет вес припоя ПОС-61 и равна 8,5 г/см³;
• Удельное электрическое сопротивление равно 0,139 Ом•мм²/м;
• Теплопроводность равна 0,12 ккал/см•с•град;
• Временное сопротивление разрыву составляет 4,3 кгс/мм²;
• Относительное удлинение равно 46 %.

 

Плюсы ПОС 61

• хорошая адгезия к поверхности металлов;
• универсальный припой для пайки и большинства радиомонтажных работ;
• наилучшее соотношение температуры плавления и прочности;
• доступность и распространенность;
• часто выпускается в виде проволоки (ПОС 61 Т2А);
• низкая стоимость.

 

Минусы ПОС 61

• универсальность снижает характеристики в частных случаях, например при пайке цинка;
• температура плавления подходит не для всех устройств;
• пары припоя (свинца в нем) вредны для здоровья.

 

Характеристики ПОС-63

ПОС 63 в соответствии с ГОСТ и OCT 4Г 0.033.200 является сплавом, состоящим на 63 % из олова и на 37 % из свинца. Это некая модернизация припоя ПОС-61, подогнанная под международный стандарт J-STD 006В. Множество качественных китайских припоев аналогично маркируются Sn63Pb37. Это эвтектические сплавы с температурой плавления 183 °С.

ПОС-63 применяется в основном для пайки и лужения выводов микросхем и корпусированных радиокомпонентов, печатных плат, проводов и кабелей. Из современных припоев является самым распространенным. Характеристики припоя ПОС 63 очень схожи с ПОС-61.

 

Плюсы ПОС 63

• совпадение точек солидуса и ликвидуса;
• самый распространенный припой ПОС серии;
• сравнительно низкая температура плавления;
• низкая стоимость;
• поставляется в виде проволоки с заполнением флюсом.

 

Минусы ПОС 63

• часто подделывают, особенно в китае;
• содержит свинец, что увеличивает стоимость утилизации электронной техники согласно современных норм безопасности.

 

Характеристики ПОССу-61-0,5

ПОССу-61-0,5 обозначает тип сурьмянистого припоя с содержанием олова 61 %, сурьмы до 0,5 % и свинца около 38 %. Применяется для пайки и лужения печатных плат и оцинкованных радиодеталей при повышенных требованиях по температуре эксплуатации. Температура плавления равна 189 градусов.

 

Плюсы ПОССу-61-0,5

• повышенна адгезия к поверхности металла за счет содержания сурьмы;
• характеристики идентичны ПОС-61.

 

Минусы ПОССу-61-0,5

• трудно найти в продаже;
• повышенная стоимость.

 

Характеристики ПОС-90

ПОС-90 на 90 % состоит из олова и на 10 % из свинца. Также в нем около 0,1 % сурьмы и 0,05 % меди. Чаще всего применяется для пайки и лужения внутренних швов медицинской аппаратуры и пищевой посуды. Температура плавления ПОС 90 равна 220 градусов.

Плюсы ПОС 90

• низкое содержание свинца;
• редко подделывают;
• низкое сопротивление;
• высокая прочность.

 

Минусы ПОС 90

• высокая стоимость (выше, чем ПОС-61);
• низкая пластичность.

 

Припой для ценителей качественного звука

Такой припой хорошо знают любители Hi-End электроники. Это припой для пайки аудиотехники, произведенный в 30 — 50-хх годах прошлого века. Эти припои имеют высокую чистоту компонентов, что положительно сказывается на звуке наивысшего качества. Чтобы услышать эффект от такого припоя, нужны как высококачественный источник звука, излучатель звука, так и прекрасный слух. Специалисты «отслушивают» припой и составляют свои сплавы для лучшей звукопередачи.
Самым известным для меломанов является припой фирмы Kester. Его продают по 10 долларов за метр. С каждым годом его становится все меньше. По составу он близок к ПОС-90. Припой Kester состоит из 85,9 % олова, 8,5 % свинца, 3,28 % серебра, 0,34 % меди, 0,79 % натрия, 0,55 % магния и 0,27 % ртути.

 

Есть также припой, содержащий 50 % олова и 50 % свинца Sn50Pb50.

Если припойный материал не плавится до текучего состояния, место спайки становится матовым и шероховатым, а соединение не слишком прочным. И ещё одно важное правило, подходящее для любой пайки: температура самих спаиваемых элементов непременно должна быть одинаковой.

Характеристики материала

Рассмотрим основные технические характеристики припоя ПОС 61:

• плотность – 8,5 г/см3;
• ударная вязкость – 3,9 кг/см2;
• предел механической прочности при растяжении – 43 МПа;
• относительное удлинение – 45 %;

Химический состав

Основными химическими элементами припоя являются:

1. Олово. При идеальных условиях изготовления, содержание олова в составе – 61 % от общей массы. Согласного требованиям нормативных документов, его массовая доля должна быть не менее 59 %.
2. Свинец. Его процентное содержание – 38-39 %, в зависимости от наличия вспомогательных добавок. Например, в припое ПОСсу 61-05, помимо олова и свинца, содержится лишь 0,5 % сурьмы.

 

Кроме сурьмы, в состав могут входить следующие химические элементы, повышающие качество соединения:

• железо;
• висмут;
• никель;
• сера;
• цинк;
• алюминий.

Температурные параметры

Температура пайки ПОС 61 составляет 240 Сº. При этом состав начинает плавится при температуре 184 Сº, а полный переход в жидкое агрегатное состояние происходит при 194 Сº (± 2 Сº, в зависимости от содержания вспомогательных химических элементов).

Из всех свинцово-оловянных припоев, ПОС-61 – самый низкоплавкий.

 

Разновидности

Независимо от формы выпуска, состав материала и соотношение основных компонентов остается неизменным. Наиболее распространенными разновидностями являются:

1. Проволока. Ее диаметр находится в пределах от 1 до 7 мм, в зависимости от области применения. Величина шага составляет 0,5 мм. Поставка осуществляется в компактных бухтах или катушках, которые разматывают в процессе эксплуатации. Данная форма выпуска является самой востребованной.
2. Припой с канифолью ПОС 61 выпускают в виде тонких трубок с наполнителем, закрученных спиралью. Сосновая канифоль играет роль флюса при паяльных работах. Ее преимущество – нейтральный состав, который не требует удаления после завершения рабочего цикла, в отличие от флюсов на кислотной основе. Прочие виды припоев ПОС 61 выпускают без канифоли.
3. Лента. Отличительная особенность – возможность быстрого ремонта кабельно-проводниковых материалов. Ленточный припой характеризуется низким содержанием сурьмы.
4. Прутки. Их длина не превышает 40 см. Максимальный диаметр – 8 мм. Данная форма выпуска идеально подходит для лужения температурного стержня паяльника. Некоторые мастера предпочитают изготавливать прутки самостоятельно, отливая их в специальные формы.

Для крупных производственных предприятий ПОС 61 поставляют в виде массивных слитков, массой до 25 кг. Это снижает себестоимость расходных материалов и паяльных работ.

 

Температура плавления различных металлов

Далеко не всегда приходится выполнять стандартную пайку с готовыми марками припоев. Иногда приходится работать с нестандартными для этого процесса металлами. Это не всегда дает гарантированно качественный результат, но порой именно пайка становится лучшим решением для соединения деталей. Здесь нужно знать, какая температура жала паяльника нужна для работы, а также и при какой происходит плавление металлов, с которыми ведется работа.

Если дело касается выпаивания контактов или разъединения определенных частей, то эта информация становится более важной, чем технические данные припоя. Температура нагрева паяльника должна достигать таких значений, чтобы можно было расплавить контакт. Это значит, что она должна быть равной величине, при которой происходит плавление, или же превышать его. С учетом ограничения мощности паяльников это далеко не всегда осуществимо. Некоторые виды металла невозможно расплавить паяльником. Стоит сравнивать технические характеристики инструмента с параметрами конкретного металла или сплава.

Металлы и сплавы	Температура плавления материала, градусы Цельсия
Алюминий	660,4
Вольфрам	3420
Германий	937
Дуралюмин	650
Железо	1539
Золото	1063
Иридий	2447
Калий	63,6
Константин	1260
Кремний	1415
Латунь	1000
Легкоплавкий сплав	60,5
Магний	650
Медь	1084,5
Натрий	97,8
Нейзильбер	1100
Никель	1455
Нихром	1400
Олово	231,9
Осмий	3054
Ртуть	38,9
Свинец	327,4
Серебро	961,9
Сталь	1400
Фехраль	1460
Цезий	28,4
Цинк	419,5
Чугун	1200

Способы получения нужной температуры

Температура жала паяльника 100 Ватт имеет определенные ограничения. С одной стороны, нельзя превысить максимальное значение при полном разогреве, а с другой – ее нельзя понизить так, чтобы она поддерживалась на одном и том же уровне. Если для пайки требуются более низкие значения данного параметра, то следует попробовать заменить инструмент. Температура жала паяльника 60 Ватт будет ниже, чем аналога на 100 Вт, поэтому данная методика хорошо подходит для подбора нужной температуры. Долгое время именно она была основной, так как современные модели с регулируемыми параметрами появились относительно недавно. Недостаток методики заключается в том, что требуется покупать несколько видов паяльников. Также это не дает точного регулирования, хотя для большинства случаев хватает и примерных значений.

Установка регулятора мощности помогает решить проблему с понижением температуры практически с любой моделью. Регулятор можно установить практически на любую модель. Он будет работать с относительными значениями в своем диапазоне. К примеру, если диапазон регулировки значений лежит в пределах от 0 до 100%, то температура жала паяльника 40 Ватт на половине оборота ручки регулятора будет соответствовать температуре нагрева паяльника на 20 Ватт. При 25% это значение будет равняться 10 Ватт и так далее. Регулятор может иметь ограничение по снижению, к примеру, до 50%. Ниже он не сможет опуститься.

Покупка модели с регулируемым значением температуры. Автоматически встроенный регулятор, оптимизированный под конкретную модель и находящийся непосредственно в корпусе устройства становится отличным современным решением. Благодаря ему, температура паяльника для пайки микросхем будет регулироваться с точностью вплоть до 1 градуса Цельсия. Стоимость таких паяльников выше, чем у стандартных моделей, применять регулятор к другим инструментам не получится, но удобство играет свою роль и для профессионального применения они становятся лучшим выбором.

Не совсем удобным способом регулировки является разогрев жала с последующим остыванием. Для начала инструмент доходит до своего максимума, а затем нужно подождать пока он не остынет до нужного значения. Остывание происходит медленно, так что подобрать нужною величину вполне реальною главное использовать для этого измерительные приборы, которые покажут точные параметры.

 

Оборудование для измерения температуры

Температура нагрева жала паяльника определяется при помощи специальных измерителей, или как их еще называют, термометров для паяльника. В основу данных устройств входит термопара, которая показывает точное значение с погрешностью до нескольких градусов. На рынке встречается множество моделей, которые могут показывать температуру в градусах Цельсия или Фаренгейта. Практически все модели сейчас имеют цифровую шкалу для отображения данных. Термопара со временем портится и ее требуется заменять, но это позволяет работать с любыми типами паяльников.

Помимо отдельных измерителей еще имеются встроенные варианты. Они идут сразу выпонтированные в паяльник, что очень удобно для работы с одним инструментом. Это заметно влияет на стоимость изделия, но здесь не возникает проблем с частой заменой термопары. Еще одним способом определения является использование мультиметра. Это очень рас пространная методика, так как у специалистов по пайке всегда имеются такие приборы. Точность определения значений зависит от конкретной модели.

 

Применение в быту и на производстве

Помимо уникальных технических характеристик в высоких эксплуатационных качеств, припой ПОС 61 обладает еще одним достоинством – доступной ценой. Эти факторы послужили причиной распространения данного материала, которому нашлось множество применений, как в быту, так и в промышленности.

Среди радиолюбителей припой давно зарекомендовал себя надежным помощником. Низкая температура плавления позволяет исключить вероятность перегрева радиокомпонентов и элементов микросхем, что является решающим фактором при выборе подходящего расходного материала.

На различных предприятиях ПОС 61 используют для пайки скруток медных проводов. В состав припоя сходит медь, что благотворно влияет на интенсивность растворения проводов.

При запаивании трещин металлических сосудов, в качестве рабочего инструмента используют газовую горелку. Расплавленный состав легко проникает во все щели, надежно герметизируя отверстия.

Низкая температура плавления накладывает свой отпечаток на фронт работ. Припой нельзя использовать для ремонта изделий, эксплуатация которых связана с высокотемпературными воздействиями. Это приведет к быстрому износу соединения.

 

Температура жала относительно используемого припоя

Рабочая температура паяльника для каждого процесса подбирается отдельно. Во время пайки однотипных контактов с использованием одного и того же припоя допускается применение одинаковых параметров инструмента. В иных случаях даже приходится менять паяльник, чтобы подстроиться под нужные характеристики. Для работы с определенными припоями температура паяльника для пайки всегда должна быть немного выше, чем температура плавления припоя. Разница должна быть небольшой, всего в 5-10 градусов. С современной техникой таких показателей легко добиться, если есть регулятор мощности и точный датчик разогрева.