1. Классификация припоев
1.1 В зависимости от температуры плавления припои подразделяются на мягкие, твёрдые и полутвёрдые:
- Мягкие припои – температура плавления до 400 °С;
- Твёрдые припои – температура плавления свыше 500 °С;
- Полутвёрдые припои – температура плавления лежит в диапазоне от температуры плавления чистого олова до 400 °С.
Мягкие и полутвёрдые припои имеют предел прочности до 50–70 МПа при растяжении и применяются для пайки токоведущих частей, не являющихся одновременно несущими конструкциями машин и аппаратов. Пайка мягкими и полутвёрдыми припоями осуществляется паяльником или погружением деталей в расплавленный припой.
Твёрдые припои имеют предел прочности до 500 МПа и применяются в качестве припоев 1 категории прочности при пайке токоведущих частей, допускающих высокий нагрев и деталей, воспринимающих основную механическую нагрузку. Пайка твёрдыми припоями осуществляется электроконтактным способом, графитовыми или медными электродами или с помощью дуговой сварки. Мелкие детали паяют с помощью автогена.
1.2 Система обозначения припоев
Обозначение марки припоя обычно начинается с буквы «П» – припой. Числа в марке припоя показывают содержание компонентов (буквы после буквы «П») в процентах (округлённо). Буква или буквосочетание в конце обозначения марки припоя означает, что данный компонент составляет оставшееся содержание припоя.
Обозначение компонентов:
- А – алюминий;
- Ж – железо;
- И – индий;
- К или Кд – кадмий;
- М – медь;
- О – олово;
- С – свинец;
- Ср – серебро;
- Су – сурьма;
- Ф – фосфор;
- Ц – цинк.
Примеры обозначений марок припоев:
- ПОС61 – припой оловянно-свинцовый, олова – 61 %, остальное – свинец;
- ПОССу61-0,5 – припой оловянно-свинцовый, олова – 61 %, сурьмы – 0,5 %, остальное – свинец;
- ПОС61М – припой оловянно-свинцовый, олова – 61 %, остальное – свинец и добавка меди;
- ПСр3И – припой серебряно-индиевый, серебра – 3 %, остальное – индий;
- ПСр3Кд – серебряно-кадмиевый, серебра – 3 %, остальное – кадмий.
2. Мягкие и полутвёрдые припои
2.1 Основные применения мягких и полутвёрдых припоев
- О2 – лужение и пайка коллекторов, якорных секций и обмоток электрических машин с изоляцией класса H, лужение ответственных неподвижных контактов, в том числе содержащих цинк;
- ПОС90 – лужение и пайка внутренних швов пищевой посуды и медицинской аппаратуры;
- ПОС61 – лужение и пайка электро- и радиоаппаратуры, печатных плат, точных приборов с высокогерметичными швами, где недопустим перегрев;
- ПОС40 – лужение и пайка электроаппаратуры, деталей из оцинкованного железа с герметичными швами;
- ПОС10 – лужение и пайка контактных поверхностей электрических аппаратов, приборов, реле;
- ПОСК50-18 – пайка деталей из меди и её сплавов, чувствительных к перегреву, в том числе пайка алюминия, плакированного медью. Пайка керамики, стекла и пластиков, металлизированных оловом, серебром, никелем;
- ПОС61М
- ПОССу61-0,5 – лужение и пайка электроаппаратуры, пайка печатных плат, обмоток электрических машин, оцинкованных радиодеталей при жёстких требованиях к температуре;
- ПОССу50-0,5 – лужение и пайка авиационных радиаторов;
- ПОССу40-0,5 – лужение и пайка жести, обмоток электрических машин, для пайки монтажных элементов моточных и кабельных изделий;
- ПОССу35-0,5 – лужение и пайка свинцовых кабельных оболочек;
- ПОССу30-0,5 –лужение и пайка листового цинка, углеродистых и нержавеющих сталей. Лужение и пайка проводов, кабелей, бандажей, радиаторов, различных деталей аппаратуры и приборов, работающих при температуре до 160 °С;
- ПОССу25-0,5 – лужение и пайка радиаторов;
- ПОССу18-0,5 – лужение и пайка трубок теплообменников, электроламп;
- ПОССу95-5; ПСр3Кд – горячее лужение и пайка коллекторов, якорных секций, бандажей и токоведущих соединений электрических машин нагревостойкого исполнения и с повышенными частотами вращения. Пайка трубопроводов и различных деталей электрооборудования.
- ПОССу40-2 – припой широкого назначения;
- ПОССу30-2 – лужение и пайка в холодильном аппаратостроении, электроламповом производстве;
- ПОССу18-2, ПОССу15-2, ПОССу10-2 – пайка в автомобилестроении;
- ПОССу8-3 – лужение и пайка в электроламповом производстве;
- ПОССу5-1 – лужение и пайка деталей, работающих при повышенных температурах;
- ПОССу4-6 – пайка белой жести, лужение и пайка деталей с закатанными и клепанными швами из латуни и меди;
- ПОССу4-4 – лужение и пайка в автомобилестроении;
- ПОСК2-18 – лужение и пайка металлизированных керамических деталей;
- ПОСИ30; ПСр3И – пайка меди и её сплавов и других металлов, неметаллических материалов и стекла с металлическими покрытиями. Пайка деталей радиоэлектронной аппаратуры. Обладает высокой жидкотекучестью и обеспечивает хорошее сцепление спаиваемых поверхностей.
- Сплавы: Вуда, Розе, Д’Арсе, Липовица с индием – легкоплавкие припои, применяемые в радиосхемах с полупроводниковыми приборами и в схемах, где припой используется в качестве температурного предохранителя.
Примечание: Сурьмянистые припои не рекомендуется применять для пайки цинковых и оцинкованных деталей.
2.2 Химический состав и физико-механические свойства мягких и полутвёрдых припоев
Таблица 1 Мягкие припои (сплавы) с низкой температурой плавления
Наименование сплава | Химический состав, % | Температура плавления, С° | ||||||
Олово | Свинец | Кадмий | Висмут | Серебро | Индий | Солидус | Ликвидус | |
Вуда |
12–13 | 24,5–25,6 | 12–13 | 49–51 | — | — | 66 | 70 |
Розе |
24,5–25,5 | 24,5–25,6 | — | 49–51 | — | — | 90 | 92 |
Д’Арсе |
9,6 | 45,1 | — | 45,3 | — | — | — | 79 |
Липовица с индием |
11,8 | 22,2 | 8,5 | 42 | — | 15,5 | — | 48 |
Таблица 2 Химический состав мягких и полутвёрдых припоев
Припой | Химический состав, % | |||||||
Вид | Марка | Олово | Сурьма | Кадмий | Медь | Свинец | Серебро | Индий |
Олово |
О2 |
99,9 | — | — | — | — | — | — |
Бессурьмянистые |
ПОС61 |
60–62 | — | — | — | Остальное | — | — |
ПОС40 |
39-41 | — | — | — | — | — | ||
ПОС10 |
9-10 | — | — | — | — | — | ||
ПОС61М |
60-62 | — | — | 1,5–2,0 | — | — | ||
ПОСК50-18 |
49-51 | — | 17-19 | — | — | — | ||
Малосурьмянистые |
ПОССу61-0,5 |
60-62 | 0,2–0,5 | — | — | Остальное | — | — |
ПОССу40-0,5 |
39-41 | — | — | — | — | |||
ПОССу30-0,5 |
29-31 | — | — | — | — | |||
ПОССу18-0,5 |
17-18 | — | — | — | — | |||
Сурьмянистые |
ПОССу95-5 |
94-96 | 4–5 | — | — | Остальное | — | — |
Серебряные |
ПСрО10-90 |
Остальное | — | — | — | — | 10±0,5 | — |
ПСрОСу8 (ВПр‑6) |
8±0,5 | |||||||
ПСрМО5 (ВПр‑9) |
2±0,5 | 5±0,5 | ||||||
ПСрОС3,5-95 |
3,5±0,4 | |||||||
ПСрОС3-58 |
57,8±1,0 | 3±0,4 | ||||||
ПСр3 |
3±0,3 | |||||||
ПСр3Кд |
— | — | 95–97 | — | — | 3,0–4,0 | — | |
ПСрО3-97 |
Остальное | — | — | — | — | 3±0,3 | — | |
ПСр2,5 |
5,0–6,0 | — | — | — | 91–93 | 2,2–2,7 | — | |
ПСр2,5С |
2,5±0,2 | |||||||
ПСр2 |
30±1 | 2±0,2 | ||||||
ПСрОС2-58 |
58,8±1,0 | 2±0,3 | ||||||
ПСр1,5 |
15±1 | 1,5±0,3 | ||||||
ПСр1 |
35±1 | 1±0,2 | ||||||
Индиевые |
ПОСИ30 |
42 | — | — | — | 28 | — | 3 |
ПСр3И |
— | — | — | — | — | 3 | 97 |
Таблица 3 Физико-механические свойства мягких и полутвёрдых припоев
Марка припоя | Температура плавления, °С | Ориентировочная температура пайки, °С | Плотность, кг/м³ | Удельное электрическое сопротивление, мкОм•м | Предел механической прочности при растяжении, МПа | |
Солидус | Ликвидус | |||||
О2 |
232 | 232 | 280 | 7310 | 25 | |
ПОС61 |
183 | 190 | 240 | 8500 | 0,139 | 43 |
ПОС40 |
183 | 238 | 290 | 9300 | 0,159 | 38 |
ПОС10 |
268 | 299 | 350 | 10800 | 0,200 | 32 |
ПОС61М |
268 | 192 | 240 | 8500 | 0,143 | 45 |
ПОСК50-18 |
142 | 145 | 185 | 8800 | 0,133 | 40 |
ПОССу61-0,5 |
183 | 189 | 240 | 8500 | 0,140 | 45 |
ПОССу50-0,5 |
183 | 216 | 8900 | 0,149 | ||
ПОССу40-0,5 |
183 | 235 | 285 | 9300 | 0,169 | 40 |
ПОССу35-0,5 |
183 | 245 | 9500 | 0,172 | ||
ПОССу30-0,5 |
183 | 265 | 306 | 9700 | 0,179 | 36 |
ПОССу25-0,5 |
183 | 266 | 10000 | 0,182 | ||
ПОССу18-0,5 |
183 | 277 | 325 | 10200 | 0,198 | 36 |
ПОССу95-5 |
234 | 240 | 290 | 7300 | 0,145 | 40 |
ПОССу40-2 |
185 | 229 | 9200 | 0,172 | ||
ПОССу33-2 |
185 | 243 | 9400 | 0,179 | ||
ПОССу30-2 |
185 | 250 | 9600 | 0,182 | ||
ПОССу25-2 |
185 | 260 | 9800 | 0,183 | ||
ПОССу18-2 |
188 | 270 | 10100 | 0,206 | ||
ПОССу15-2 |
184 | 275 | 10300 | 0,208 | ||
ПОССу10-2 |
268 | 285 | 10700 | 0,208 | ||
ПОССу8-3 |
240 | 290 | 10500 | 0,207 | ||
ПОССу5-1 |
275 | 308 | 11200 | 0,200 | ||
ПОССу4-6 |
244 | 270 | 10700 | 0,208 | ||
ПСрО10-90 |
280 | 7600 | 12,9 | |||
ПСрОСу8 (ВПр‑6) |
250 | 7400 | 19,7 | |||
ПСрМО5 (ВПр‑9) |
240 | 7400 | 16,3 | |||
ПСрОС3,5-95 |
224 | 7400 | 12,3 | |||
ПСрОС3-58 |
190 | 8600 | 14,5 | |||
ПСр3 |
315 | 11400 | 20,4 | |||
ПСр3Кд |
300 | 325 | 360 | 8700 | 8,0 | 54 |
ПСр2,5 |
295 | 305 | 355 | 11000 | 21,4 | — |
ПСр2,5С |
306 | 11300 | 20,7 | |||
ПСр2 |
238 | 9500 | 16,7 | |||
ПСрОС2-58 |
183 | 8500 | 14,1 | |||
ПСр1,5 |
280 | 10400 | 19,1 | |||
ПСр1 |
235 | 9400 | 26,0 | |||
ПОСИ30 |
117 | 200 | 250 | 8420 | — | |
ПСр3И |
141 | 141 | 190 | 7360 | — |
3. Твёрдые припои
3.1 Основные применения твёрдых припоев
- ПСр72; ПСр50 – пайка металлокерамических контактов и различных ответственных токоведущих соединений, подвергающихся изгибающим и ударным нагрузкам;
- ПСр71 – пайка деталей аналогично припою ПСр72, но где требуется большая жидкотекучесть;
- ПСр45 – пайка меди и её сплавов, нержавеющих и конструкционных сталей. Пайка короткозамкнутых обмоток роторов и демпферных обмоток высоконагруженных электрических машин. Припой обеспечивает высокую плотность и прочность паяных швов;
- ПСр25 – пайка меди и её сплавов, нержавеющих и конструкционных сталей, заменяет припой ПСР45 при выполнении менее ответственных соединений;
- ПСр25ф; ПСр15; ПМФ7 – пайка меди и её сплавов, в том числе различных токоведущих частей машин и аппаратов, не испытывающих ударных и изгибающих нагрузок;
- Л63; ПМЦ54; ПМЦ48; ПМЦ36 – пайка деталей из меди, латуни, бронзы и стали. Образуются хрупкие швы.
- ЛОК62-0,6-0,4 – пайка деталей из меди, латуни, бронзы и стали. Паяные соединения обладают высокой механической прочностью прочностью.
- ЛОК59-0,1-0,3 – пайка меди и чугуна. Паяные соединения обладают высокой прочностью и хорошо работают в условиях ударных и изгибающих нагрузок;
- ПЖЛ500 – пайка соединений, работающих при температурах до 600 °C.
3.2 Химический состав и физико-механические свойства твёрдых припоев
Таблица 4 Химический состав и физико-механические свойства серебряных твёрдых припоев
Марка припоя | Химический состав, % | Плотность, кг/м³ | Температура кристаллизации, °С | Удельное электрическое сопротивление, мкОм•м | Предел механической прочности при растяжении, МПа | |||||
Серебро | Медь | Цинк | Олово | Фосфор | начало | конец | ||||
ПСр72 |
72±0,5 | Остальное | — | — | — | 9900 | 779 | 779 | 2,1 | — |
ПСр71 |
71±0,5 | 28±0,7 | — | — | 1±0,2 | 9800 | 795 | 750 | 4,3 | — |
ПСр70 |
70±0,5 | 26±0,5 | Остальное | — | — | 9800 | 770 | 4,1 | ||
ПСрМО66-27-5 |
68±0,5 | Остальное | — | 5,0±0,5 | — | 9900 | 765 | 14,0 | ||
ПСр66 |
63±0,5 | 20±0,5 | Остальное | — | — | 9450 | 722 | 8,6 | ||
ПСр62 |
62±1 | — | — | Остальное | — | 9600 | 723 | 25,5 | ||
ПСр50 |
50±0,5 | Остальное | — | — | — | 9300 | 850 | 779 | 2,5 | — |
ПСр50Кд |
50±0,5 | 16±1 | — | — | — | 9260 | 640 | 7,8 | ||
ПСрКдМ50-34-16 |
50±0,5 | Остальное | — | — | — | 9400 | 615 | 6,6 | ||
ПСр45 |
45±0,5 | 30±0,5 | Остальное | — | — | 9100 | 660 | 725 | 10,0 | 300 |
ПСрМЦКд45-15-16-24 |
45±0,5 | Остальное | 16±1 | — | — | 9400 | 615 | 6,8 | ||
ПСр40 |
40±1 | 16,7±0,7 | 17±0,8 | — | — | 9250 | 610 | 7,0 | ||
ПСр37,5 |
37,5±0,5 | Остальное | 5,5±0,5 | — | — | 8900 | 810 | 37,2 | ||
ПСр25 |
25±0,3 | 40±1 | Остальное | — | — | 8700 | 775 | 745 | 7,7 | 280 |
ПСр25ф |
25±0,5 | 70±1 | — | — | 5±0,5 | 8500 | 710 | 650 | 18,6 | — |
ПСр15 |
15±0,5 | 80,2±1 | — | — | 4,5–5,0 | 8300 | 810 | 635 | 20,7 | — |
ПСр12М |
12±0,3 | 52±1 | Остальное | — | — | 8300 | 830 | 7,4 | ||
ПСр10 |
10±0,3 | 53±1 | Остальное | — | — | 8400 | 850 | 7,1 |
Таблица 5 Химический состав и физико-механические свойства медно-цинковых и медно-никелевых твёрдых припоев
Марка припоя | Химический состав, % | Температура кристаллизации, °С | Предел механической прочности при растяжении, МПа | |||||||
Медь | Никель | Железо | Кремний | Бор | Цинк | Олово | Солидус | Ликвидус | ||
Л63 |
62–65 | — | — | — | — | Остальное | — | 900 | 905 | 310 |
ЛОК59-0,1-0,3 |
60,5–63,5 | — | — | 0,2–0,4 | — | Остальное | 0,7—1,1 | 890 | 905 | — |
ЛОК62-0,6-0,4 |
63 | — | — | 0,4 | Остальное | 0,4 | 905 | 450 | ||
ПЖЛ500 |
Остальное | 27–30 | 41,5 | 1,5–2,0 | 0,2 | — | — | 1080 | 1120 | 600 |
ПМЦ54 |
54 | — | — | — | — | 46 | — | — | 880 | 260 |
ПМЦ48 |
48 | — | — | — | — | 52 | — | — | 865 | 220 |
ПМЦ36 |
36 | — | — | — | — | 64 | — | — | 825 | 200 |
Таблица 6 Химический состав и физические свойства серебряных припоев с пониженной температурой плавления
Марка припоя | Химический состав, % | Плотность, кг/м³ | Температура кристаллизации, °С | ||||||
Серебро | Медь | Цинк | Кадмий | Олово | Никель | Солидус | Ликвидус | ||
ПСр50Кд |
50±0,5 | 16±1 | 16±2 | 18±1 | — | — | 9300 | 650 | 635 |
ПСр40 |
40±1 | 16,3–17,1 | 16,6–17,8 | 25,0–26,5 | — | 0,3±0,2 | 8400 | 605 | 595 |
ПСр62 |
62±0,5 | 28±1 | — | — | 10±1,5 | — | 9700 | 700 | 660 |
Таблица 7 Химический состав и физические свойства меднофосфорных припоев
Марка припоя | Химический состав, % | Температура плавления, °С | |
Медь | Фосфор | ||
ПФМ-1 |
90,0–91,5 | 8,5–10 | 725–850 |
ПФМ-2 |
92,5 | 7,5 | 710–715 |
ПФМ-3 |
91,5–93,0 | 7,0–8,5 | 725–860 |
ПМФ7 (МФ3) |
Остальное | 7,0–8,5 | 710–860 |
Примечание – Для меднофосфорных и серебряных припоев в качестве флюса применяют буру в виде порошка или в смеси с поваренной солью.
4. Припои для пайки алюминия
4.1 Основные применения припоев для пайки алюминия
- 34-А; 35-А – пайка изделий из алюминия и его сплавов. Паяное соединение обладает высокой механической прочностью;
- А; В – лужение и пайка оболочек и алюминиевых жил кабелей;
- Кадмиевый – пайка алюминиевых проводов малого диаметра;
- П250А – лужение концов алюминиевых проводов, а также пайка погружением алюминиевых проводов с алюминиевыми и медными наконечниками;
- П300А – то же, пайка соединений с повышенной коррозионной стойкостью;
- П300Б – пайка заливкой алюминиевых проводов с алюминиевыми и медными деталями.
- ЦО-12, ЦА-15 – пайка жил проводов и кабелей.
Таблица 8 Химический состав и физические свойства припоев для пайки алюминия по нормали электротехники 0АА.614.017-67
Марка припоя | Химический состав, % | Температура полного расплавления, °С | Температура пайки, °С | Плотность, кг/м³ | ||||
Олово О1 | Цинк | Кадмий | Алюминий А7 | Медь М0 | ||||
П250А |
79–81 | 19–21 | — | — | 0,15 | 250 | 300 | 7300 |
П300А |
— | 50–61 | 39–41 | — | 0,045 | 310 | 360 | 7730 |
П300Б |
— | 80 | — | 8 | 0,5 | 410 | 700–750 | — |
Таблица 9 Химический состав и физические свойства других припоев для пайки алюминия
Марка припоя | Химический состав, % | Температура плавления, °С | Предел механической прочности при растяжении, МПа | |||||
Алюминий | Медь | Олово | Цинк | Кадмий | Кремний | |||
Кадмиевый |
— | — | 36 | 40 | 24 | — | — | 85 |
АВИА-1 |
— | — | 55 | 25 | 20 | — | 20 | |
АВИА-2 |
15 | — | 40 | 25 | 20 | — | 250 | |
ВПТ-4 |
55 | — | — | 40 | — | 5 | 410 | |
34-А |
66 | 28 | — | — | — | 6 | 545 | 180 |
35-А |
72 | 2,1 | — | — | — | 7 | 540 | 140 |
А |
— | 2,0–1,5 | 40 | 58,5 | — | — | 425 | 80 |
В |
12 | 8 | 80 | — | — | 410 | 185 | |
ЦО-12 |
— | — | 12 | 88 | — | — | 500–550 | |
ЦА-15 |
15 | — | — | 85 | — | — | 550–600 |