Пайка меди и основных ее сплавов — латуней, бронз и медно-никелевых сплавов может быть осуществлена почти всеми видами пайки при использовании обширной номенклатуры припоев и флюсов. Однако каждый из указанных выше материалов имеет свои характерные особенности, которые влияют на технологию пайки, выбор режимов, оборудования и т.д.
Медь паяется серебряными, медно-цинковыми, медно-фосфористыми и оловянносвинцовыми припоями. Для низкотемпературной пайки меди используются оловянносвинцовые припои типа ПОС-61, ПОС-40, ПОСК 50-18 и др. В качестве флюса могут быть использованы сосновая канифоль или ее раствор в спирте. Флюсующее действие канифоли объясняется наличием в ней обиетиновой кислоты С2Н30О2, которая легко удаляет оксиды меди. Пайку следует вести паяльником при температурах, не превышающих 573 К. При нагреве места пайки свыше 573 К канифоль теряет флюсующие средства и обугливается, загрязняя тем самым паяный шов.
Высокотемпературная пайка меди выполняется серебряными, медно-фосфористыми и медно-цинковыми припоями, причем для пайки серебряными и медно-фосфористыми припоями применяются флюсы на основе фтористых солей легких металлов 284,209, для пайки медно-цинковыми припоями требуются более тугоплавкие флюсы на основе буры и борного ангидрида — 200 и 201.
Температура паяльника, фена для пайки и нижнего подогрева.
Медно-цинковые припои при пайке меди дают хрупкие, пористые швы, поэтому их применяют сравнительно редко и только для тех деталей, которые не испытывают в процессе эксплуатации вибрационных или ударных нагрузок. Чаще применяются медно-фосфористые припои, которые из-за наличия в их составе фосфора обладают самофлюсующими свойствами. Но, как правило, флюсующего действия фосфора недостаточно, и для получения качественных паяных швов применяются флюсы 209, 284. Пайка меди перечисленными припоями выполняется с помощью индукционного нагрева, а также газопламенными горелками. В печи с восстановительной водородной атмосферой можно паять только бескислородную медь или медь вакуумной плавки, потому что обычная техническая медь подвержена так называемой водородной болезни, т.е. растрескиванию по границам зерен.
При пайке латуней необходимо учитывать следующие технологические особенности. В отличие от меди латунь не рекомендуется паять в вакууме или в восстановительной атмосфере из-за возможного испарения цинка при нагреве. Пайку в указанных средах можно осуществлять при условии нанесения на латунные детали гальванического или химического покрытия никелем или медью (толщина слоя 18—30 мк). При этом используется припой ПСр72 (Ag—72%, Си — 28%) эвтектического состава.
Соединения из латуни, паянные медно-фосфористыми припоями, вследствие образования хрупких фосфидов цинка не выдерживают вибрационных и ударных нагрузок. Поэтому указанные припои при пайке латуни имеют ограниченное применение. Чаще применяются серебряные припои, обеспечивающие высокопрочные, пластичные, коррозионно-стойкие швы. Так как паяные изделия из латуни в авиационной и других смежных отраслях промышленности довольно широко распространены, то для целей пайки расходуется большое количество припоя. В связи с этим проблема разработки дешевых технологических припоев, не содержащих дефицитного серебра, но обеспечивающих равноценные по прочности соединения, стоит очень остро.
Низкотемпературная пайка латуни выполняется паяльником и теми же припоями, что и медь, однако канифоль и обычные спирто-канифольные флюсы в данном случае непригодны. Для удаления оксидов, образующихся на поверхности латунных деталей в процессе пайки, используются флюсы ЛТИ-12, ТС-1 и др., содержащие в своем составе активирующие добавки.
Во избежание коррозии после пайки остатки этих флюсов должны быть удалены. При низкотемпературной пайке латуни оловянносвинцовыми припоями возникает опасность разрушения паяных швов. Так, если детали, подвергавшиеся перед пайкой штамповке или гибке, паять или лудить оловянно-свинцовым припоем, происходит проникновение олова по границам зерен с образованием легкоплавкой эвтектики. При повторном нагревании таких деталей происходит разрушение в месте расплавления эвтектики. Для предотвращения этого явления детали перед пайкой должны быть термически обработаны.
Трудности пайки бериялиевой и алюминиевой бронз связаны с наличием на их поверхности труднорастворимых стойких оксидов. Эти сплавы перед пайкой требуют обработки по специальному режиму.
Так, бериллиевая бронза сначала обрабатывается в 50% -ном растворе серной кислоты при температуре 339—348 К, а затем травится смесью серной и азотной кислот, после чего тщательно промывается водой и просушивается. При высокотемпературной пайке алюминиевых бронз в обычные флюсы на основе фтористых солей необходимо ввести хлориды легких металлов. Для пайки меди и ее сплавов перспективной является контактно-реактивная пайка. В качестве припоя на паяемые поверхности гальваническим способом наносится серебро (10—50 мкм), если паяется медь, или серебро плюс медь, если паяется латунь. В контакте с медью при нагреве серебро образует эвтектический сплав типа ПСр72, который при затвердевании обеспечивает прочное паяное соединение.
Рекомендуемые способы пайки, припои и флюсы для меди и ее сплавов приведены в табл. 6.4.
Припои и флюсы для пайки меди и ее сплавов
Паяемый металл
Способ пайки
Медь М3, латунь Л63, Л96 с гальванопокрытием
Пайка в водородной среде
Серебряный эвтектический припой ПСр72, ПСр72 ЛМН
Медь Ml, М2, М3, латунь Л63, Л96
Пайка газопламенная, индукционная
Серебряные припои ПСр70, ПСр45, ПСр40, ПСр25
209, 284 (на основе фторида)
Медно-фосфористые припои ПМФС, МЦФЖ и др.
210 на основе соединений борной кислоты и хлоридов
Медь Ml, М2, М3, латунь Л63, Л96
Пайка погружением в расплавленный флюс
ПСр40, ПСр45, МЦФЖ
Флюс состава (в %): натрий хлористый — 21, кальций хлористый — 46, барий хлористый — 31, бура — 2
Медно-цинковые припои ПМцЗб, ПМц54, Л63, ЛКБО
200, 201 на основе соединений борной кислоты
Бериллиевая бронза, БРБ2
ПСрЮ — серебряный припой
Окончание табл. 6.4
Паяемый металл
Способ пайки
Низкотемпературная пайка паяльником
Оловянно-свинцовые припои ПОС61, ПОС40, ПОСК50-18 и др.
Канифоль сосновая, 30—60%-ный раствор канифоли в спирте.
ЛТИ-120. Канифолесодержащий флюс с активирующей добавкой диэтиламина солянокислого.
РЦА — водный раствор хлористого цинка и хлористого алюминия
Латунь Л63, Л96, Л59
Пайка тугоплавких металлов. Тугоплавкие металлы благодаря их высокой жаропрочности применяют при изготовлении конструкций, надежно работающих при температурах 2273—3973 К. Температура плавления тугоплавких металлов значительно выше температуры плавления титана и сталей:
Металл Температура плавления, К Железо 1812
Тугоплавкие металлы относятся к разряду труднопаяемых высокотемпературными припоями. Трудности пайки обусловлены следующими особенностями их физико-химических свойств.
- 1. Тугоплавкие металлы обладают повышенной химической активностью при высоких температурах, особенно по отношению к кислороду, цирконий — к водороду и азоту. Образующиеся при этом оксиды препятствуют растеканию припоя и ухудшают механические свойства металлов, прежде всего их пластичность. Скорость химического взаимодействия этих металлов с газами возрастает по мере роста температуры, для вольфрама, например, окисляемость существенно повышается с температуры 1073 К.
- 2. Тугоплавкие металлы склонны к собирательной рекристаллизации при нагреве до высоких температур, особенно заметно проявляющейся у молибдена и вольфрама. Степень отрицательного влияния роста зерен очевидна из анализа изменения прочностных и пластических показателей механических свойств при различных температурах для молибдена (рис. 6.2): металл с крупнозернистой структурой (100 зе- рен/мм 2 ) имеет значительно более низкую пластичность и прочность. Уменьшение роста зерна может быть достигнуто увеличением скорости нагрева под пайку и сокращением времени пребывания металлов при повышенных температурах. Одним из способов уменьшения хрупкой зоны является применение диффузионной пайки, которая осуществляется при температурах ниже температуры рекристаллизации (для вольфрама, например ниже 1723 К, для молибдена — ниже 1373 К), а температура распая в итоге превышает температуру пайки.
Рис. 6.2. Зависимость механических свойств молибдена а0 2 и у от размера зерна при разных температурах:
1 — 100 зерен/мм 2 ; 2 — 1700 зерен/мм 2
Тугоплавкие металлы, особенно цирконий, при пайке образуют с компонентами припоя хрупкие интерметаллидные соединения, которые ухудшают пластические свойства металлов. Поэтому перед пайкой поверхность тугоплавких металлов подвергается особо тщательной очистке от оксидов, для чего используются химическое или электролитическое травление, механическая очистка.
Пайка вольфрама, самого тугоплавкого и самого жаропрочного металла, может осуществляться практически всеми известными способами во всех защитных и восстановительных средах, но чаще применяется вакуум, который обеспечивает более плотные швы. Хорошие результаты дает пайка в водороде при индукционном нагреве.
В качестве припоев для пайки вольфрама используются такие металлы, как тантал, ниобий, никель, медь, а также сплавы никель — титан, никель — медь и др. Однако ввиду того, что никель активно взаимодействует с вольфрамом при пайке, образуя хрупкие интерметал- лиды, паять припоями следует при минимальных выдержках деталей при температуре пайки. Иногда паяют серебряными припоями типа ПСр в водородной среде.
Характерной особенностью пайки молибдена является окисление его при температурах выше 973 К с образованием летучего триоксида Мо03. Для предотвращения испарения молибдена детали, подлежащие пайке, предварительно покрывают гальваническим способом медью, никелем или хромом.
Так же как и вольфрам, молибден можно паять такими металлами, как медь, никель, палладий, серебро и припоями на основе серебра. При пайке серебряными припоями допускается нагрев слегка окислительным ацетилено-кислородным пламенем. Обязательным условием при этом является применение флюсов.
Цирконий лучше всего паяется по предварительно нанесенному покрытию, однако возможна пайка в среде очень чистого, хорошо осушенного аргона или гелия. Пайка циркония в водороде или на воздухе не допускается из-за большей, чем у остальных тугоплавких металлов, химической активности к кислороду, водороду, азоту.
Низкотемпературная пайка указанных металлов применяется очень редко и осуществляется оловянно-свинцовыми припоями с канифолесодержащими активированными флюсами по предварительно нанесенному никелевому покрытию.
Источник: studme.org
Температура жала паяльника
-пологаю 260 градусов С должно быть вполне достаточно,а чтобы пайка была качественной,-то без хорошей сосновой канифоли-никак!Можно приготовить жидкий флюс,канифоль сосновая(толченая)+спирт/бензин(авиационный) в соотношении 50/50,-обильно смачивая кисточкой место пайки.
Удачи!
Alexandr Kovalyov
Пользователь
29-08-2002 11:41:26
2 Major Pro:
Условие качественной пайки — хорошая смачиваемость расплавом припоя соединяемых деталей и его правильная кристаллизация. При застывании не должна происходить кристаллизация с крупным зерном (когда пайка тусклая).
На это влияет качество и тип припоя, температурный режим пайки, применяемые флюсы, качество подготовки соединяемых поверхностей и инструмент (паяльник). Теплоёмкость стержня паяльника должна быть достаточна для прогрева спаиваемых элементов, а мощность паяльника должна обеспечивать разогрев стержня паяльника до нужной температуры. Форма жала стержня паяльника должна обеспечивать максимально-возможный кантакт со спаиваемыми поверхностями для их быстрого и равномерного разогрева.
Температура плавления припоя регулируется добавками в сплав припоя. Радиотехнические припои изготавливаются на основе олова и классифицируются по его процентному содержанию. Например ПОС-61 (припой оловянно-свинцовый, содержащий 61% олова и 39% свинца и присадок). Добавление свинца снижает температуру плавления припоя, серебро повышает.
Температура пайки припоем ПОС-61 около 240-260 градусов. Так что 300 градусов при 4% содержании серебра нормально. Но лучше ориентироваться на качесто пайки, а не на температуру.
Удачи.
Алексей Ковалев
Пользователь
02-09-2002 10:41:06
Для справки. У меня схожая ситуация. Пытался использовать отечественный припой Пср 3-97, получалось плохо. Вчера наконец разговорился с одним спецом, лет 18 проработавшим радиомонтажником в оборонке и хорошо знающим этот припой. Оказалось, серебро (ок.
4%) введено туда как для лучшей коррозионной стойкости, так и для механической прочности соединения и термостойкости. Остальное там — олово и свинец. Для качественной пайки ПСр-ом необходим спец. паяльник с температурой жала ок. 350-380 град., иначе ничего хорошего не выйдет. Вот у них в почтовом ящике такие паяльники были, а в домашних условиях применить этот припой толком не удастся. Жаль
Сергей Павлов
Пользователь
02-09-2002 12:56:26
The Cactus
Пользователь
02-09-2002 19:33:41
Нужно различать температуру плавления (начальную и конечную) припоя и оптимальную темературу пайки, которая принимается на 40-80°С выше, чем конечная температура плавления.
Major Pro,
Правильная температура жала для пайки припоем 4% серебра и 96% олова — 270°-310°.
Alexandr Kovalyov,
Поскольку температура плавления свинца выше температуры плавления олова, правильнее говорить, что добавление свинца (как и серебра) в ПОС повышает температуру плавления припоя.
Алексей Ковалев,
ПСр-3 имеет в составе 3% серебра, 97% свинца и температуру плавления 296°. Т.е. на жале должно быть 340-380. Кроме того, с аудиофильской точки зрения применение этого припоя (как и остальных ПСр, в которых основная масса олова заменена свинцом) бессмысленно. Ведь, по поверью, именно свинец «портит» звук.
Насколько Sn96Ag4 «улучшает» звук по сравнению с ПОС-61, например, который «обладает повышенной чистотой и предназначен для пайки электромонтажа в узлах ответственного назначения» науке неизвестно. Хотя слово «серебро» безусловно звучит приятнее, чем «свинец» (гадость какая).
Насколько я знаю, есть какая-то экологическая программа по отказу от применения свинца, в частности, в припоях. Stannol в этом деле бежит впереди всех и очень этим гордится. К 2006 году, если я ничего не путаю, свинца в припоях не должно быть вообще. Только и всего.
Источник: www.hi-fi.ru
Какую температуру необходимо использовать при пайке паяльником
Температура паяльника — параметр, который постоянно изменяется. Не существует таких температурных показателей, которые бы подходили для всех случаев. Они постоянно меняются в зависимости от используемого припоя и от того, с какими материалами приходится работать. Каждый человек, который всерьез решил паять, должен ознакомиться с основными особенностями нагрева жала.
До скольких градусов может нагреваться паяльник
Многих людей, которые совсем недавно начали заниматься пайкой, интересует, до какой температуры нагревается паяльник. У каждой паяльной станции существует свой оптимальный температурный диапазон. Если нагреть жало до таких показателей, спаивание поверхностей будет наиболее качественным и быстрым.
Важно! При работе с паяльниками нужно всегда помнить одну особенность, которая связана с тем, что жало устройства должно разогреваться настолько сильно, чтобы обрабатываемые металлы сразу же плавились.
Не стоит давать паяльнику перегреваться. Это приведет к тому, что припоем будет в разы сложнее пользоваться. Оптимальными считаются значения от 250 до 300 градусов.
Какая температура должна быть
Бывают случаи, когда оптимальные температурные показатели могут отличаться. Это зависит от нескольких факторов, с которыми можно ознакомиться ниже.
В зависимости от используемого припоя
Показатели нагрева паяльника необходимо подбирать отдельно для каждого процесса. Например, во время спаивания одинаковых контактов с применением одного и того же припоя параметры инструмента остаются неизменными. Однако, если приходится пользоваться различными разновидностями припоя, придется заняться настройкой инструмента и отрегулировать режимы его работы.
Надо подстраиваться под нужные характеристики, чтобы было комфортно работать с используемыми материалами. Чтобы взаимодействовать с определенными типами припоев, необходимо устанавливать разогрев жала паяльника таким образом, чтобы оно нагревалось на 5-10 градусов больше температуры плавления.
В таблице можно найти информацию о том, насколько сильно надо нагревать жало для той или иной марки припоя.
| Разновидность припоя | Нагрев (градусы Цельсия) |
| Сплав Вуда | 80 |
| Сплав Розе | 90 |
| ПСРЗИ | 100 |
| ПОЗИ 30 | 150 |
| ПСР | 240 |
| ПСР 1,5 | 290 |
| ПСР 2 | 250 |
Дополнительная информация! Необходимо обязательно руководствоваться информацией из таблицы. Это позволит проследить за тем, чтобы припой не смог сильно нагреться.
Температура плавления различных металлов
Стоит отметить, что далеко не всегда удается пользоваться уже готовыми марками припоя. Довольно часто люди сталкиваются с ситуациями, когда приходится работать с нестандартными металлами. Сложность использования таких материалов заключается в том, что они все плавятся при разных показателях температуры. Поэтому приходится тщательнее следить за нагреванием жала.
Однако прежде чем подключать устройство к розетке, необходимо точно узнать, как называется проволока для паяльника, которая используется в качестве припоя. Это поможет определить, насколько сильно придется разогревать инструмент для плавления используемого металла.
В таблице ниже можно ознакомиться с оптимальной температурой паяльника для пайки оловом и другими материалами.
| Название металла | Плавление (градусы Цельсия) |
| Олово | 232 |
| Вольфрам | 3400 |
| Германий | 930 |
| Дуралюмин | 650 |
| Железо | 1540 |
| Золото | 1065 |
| Иридий | 2400 |
| Калий | 65 |
| Константин | 1260 |
| Кремний | 1415 |
| Латунь | 1000 |
| Легкоплавкий сплав | 60 |
Дополнительная информация! Многих интересует, сколько греется паяльник до нужной температуры. На самом деле точное время нагрева определить довольно сложно. Все зависит от модели используемой паяльной станции и ее мощности. Например, старые модели нагреваются достаточно долго.
Способы получения нужной температуры
Очевидно, что при использовании устройств мощностью 100 Ватт температура жала будет иметь ограничения. Дело в том, что нельзя будет увеличить максимальное значение нагрева. При этом понизить ее тоже не удастся. Один из возможных способов снижения температурных параметров — использование устройств мощностью 30-40 Вт. Однако таким способом мало кто пользуется, так как не хочется покупать несколько моделей паяльников разной мощности.
Чтобы быстро получить нужную температуру, используя одно устройство, можно воспользоваться специальными регуляторами. Это очень удобные приспособления, с помощью которых можно ограничить мощность паяльных станций. В результате этого их паяльная труба будет в разы меньше греться.
Стоит отметить, что многие современные модели паяльных станций уже оснащены такими регуляторами. Однако если используется бюджетный паяльник без встроенного модуля для настройки мощности, его придется приобрести отдельно.
Для чего необходимо знать температуры паяльника
Некоторые люди считают, что не обязательно знать, насколько сильно разогрето паяльное жало. Однако на самом деле каждый человек, который занимается пайкой, должен следить за этими показателями. Дело в том, что информация о нагреве жала упрощает использование паяльника. С ее помощью можно узнать, достаточно ли хорошо разогрет инструмент для работы с используемым припоем.
Также было бы неплохо проследить за тем, сколько нагревается паяльник до нужных температур. Это поможет понять, когда его следует отключить от розетки, чтобы он не перегревался.
Важно! При работе с разогретым паяльным жалом надо быть очень осторожным. Нельзя его класть на дерево, а также пластиковые и полипропиленовые поверхности. Изделия из полипропилена могут расплавиться.
Оборудование для измерения температуры
Чаще всего для определения температурных показателей используются специальные лабораторные трансформаторы. Они есть практически у каждого мастера, всерьез занимающегося ремонтом электроники. Однако есть и более простые способы определения нагрева инструмента.
Например, можно просто измерить, насколько сильно разогрелось жало специальными датчиками. Таких термометров достаточно много и приобрести их можно практически в любом магазине электроники.
Выбирая датчик для отслеживания нагрева паяльной станции, необходимо обращать внимание на его характеристики. Диапазон измерений должен быть от 0 до 700 градусов по Цельсию. Этого будет достаточно для любого паяльника, используемого в домашних условиях.
Дополнительная информация! Вместе с датчиком можно приобрести еще специальный стабилизатор. При помощи этого приспособления удастся удерживать нужную температуру нагрева, чтобы она не изменялась.
Люди, которые хотят заниматься пайкой, должны заранее разобраться с особенностями нагрева паяльников. Надо определить оптимальные температуры для разных типов припоя и разобраться со способами определения таких показателей.
Источник: domzastroika.ru