Припой

Припой для пайки: технические характеристики и области применения

Припои - это металлические сплавы, используемые для соединения заготовок методом пайки. В отличие от сварки, основной металл не расплавляется: соединение образуется за счёт капиллярного течения расплавленного припоя в зазор между деталями. Температура плавления припоя всегда ниже температуры плавления соединяемых материалов. Выбор состава определяется требованиями к прочности шва, коррозионной стойкости, электропроводности и условиям эксплуатации.

Классификация по температурному диапазону

По температуре полного расплавления (ликвидус) припои делят на две основные группы:

• Низкотемпературные (мягкие) температура ликвидус до 450 C. Основа олово, свинец, висмут, индий, кадмий. Применяются в электронике, приборостроении, монтаже радиокомпонентов.
• Высокотемпературные (твёрдые) температура ликвидус выше 450 C. Основа медь, серебро, цинк, фосфор, никель, палладий. Используются в теплообменниках, трубопроводах, авиационной и космической технике.

Основные типы припоев по химическому составу

Наиболее распространённые группы сплавов в промышленности:

• Оловянно-свинцовые (Sn-Pb) классические припои для пайки электронных плат и кабельных соединений. Содержание олова от 30% до 63%. Температура плавления от 183 до 265 C. Ограничены директивой RoHS в Европе.
• Бессвинцовые (SAC, Sn-Cu, Sn-Ag) сплавы на основе олова с добавлением серебра, меди, висмута. Температура плавления от 217 до 227 C. Применяются в автомобильной электронике, промышленной автоматике.
• Серебряные (Ag-Cu-Zn, Ag-Cu-P) высокотемпературные припои с содержанием серебра от 15% до 72%. Обеспечивают высокую прочность и коррозионную стойкость. Используются в холодильной технике, кондиционерах, медицинских инструментах.
• Медно-фосфористые (Cu-P, Cu-P-Ag) самфлюсующиеся припои для пайки меди и её сплавов. Не требуют применения флюса при соединении медных деталей. Рабочая температура от 645 до 825 C.
• Латунные (Cu-Zn) припои для пайки стали, чугуна, никелевых сплавов. Содержание цинка от 30% до 50%. Температура плавления от 850 до 950 C.
• Никелевые (Ni-Cr-Si, Ni-P) жаропрочные припои для пайки нержавеющих сталей и суперсплавов. Рабочая температура до 1200 C. Применяются в газотурбинных двигателях, химических реакторах.

Формы поставки и технологические особенности

Припои поставляются в различных формах, каждая из которых оптимизирована под конкретный метод пайки:

• Прутки и проволока для ручной и автоматической пайки газовыми горелками, индукционным нагревом. Диаметр от 1,0 до 6,0 мм.
• Лента и фольга для пайки в печах с контролируемой атмосферой. Толщина от 0,05 до 0,50 мм.
• Порошки и пасты для дозированного нанесения в автоматизированных линиях. Размер частиц от 20 до 150 мкм.
• Кольца и шайбы преформы для точного позиционирования припоя в узлах теплообменников и гидравлических систем.

Технические параметры выбора

Критерии выбора для инженерных систем

При подборе припоя учитывают следующие факторы:

• Температурный режим эксплуатации припой должен сохранять механические свойства в рабочем диапазоне от 60 до +400 C для высокотемпературных узлов.
• Коррозионная стойкость для химической промышленности и морского оборудования применяют серебряные и никелевые припои.
• Электропроводность в силовой электронике и шинах заземления используют припои с низким удельным сопротивлением (оловянно-серебряные).
• Совместимость с флюсами для медно-фосфористых припоев флюс не требуется при пайке меди, но обязателен для стали и никеля.
• Механическая прочность для вибронагруженных соединений (двигатели, компрессоры) выбирают припои с пределом прочности на срез не менее 150 МПа.

Вопросы и ответы