Технические характеристики и температура плавления припоя ПОС 61

Описание

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.

Описание припоя

Основное требование к применяемому припою является более низкая температура плавления, чем температура плавления заготовки. Сфера применения обширна — от радиомонтажной пайки и соединения электропроводки до сварки между собой разных металлов. В связи с этим существуют различные виды материалов, отличающихся между собой по физическим и химическим свойствам и входящим в состав сплава компонентов.

Так, существует две группы припоев: мягкие и твердые. Мягкими являются те, чья температура плавления ниже 300 градусов, следовательно, плавление твердых припоев будет выше этого значения.

Одним из самых распространенных присадочных материалов является ПОС — оловянно-свинцовый. Материалов данной категории существует несколько, в зависимости от процентного состава олова в сплаве, который обозначается цифрой. Они отличаются относительно небольшой температурой плавления и слабой прочностью.

Это несколько ограничивает сферу их применения. Например, эти припои удобно применять в радиомонтаже и нежелательно применение в деталях, которые испытывают большую физическую нагрузку.

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.

Про состав припоя

Название припоя оловянно-свинцовой группы говорит о содержании в нем олова. Например ПОС-40 содержит 40 % олова, а ПОС-61 — почти 61 % олова. Остальная часть состоит из свинца и дополнительных примесей. По внешнему виду можно на глаз прикинуть состав . Если припой ПОС более матовый и темный, то он больше содержит свинца. Если более светлый и блестящий — то больше олова. Лучше всего это познается в сравнении. Как выглядит лист олова и лист свинца смотрите на фото.

Прочность припоя зависит не только от легирования сплава, но и от паяемого металла. Например, для пайки меди или цинка в припой ПОС добавляют несколько процентов меди или цинка соответственно. Это снижает химическую эрозию металла и увеличивает поверхностную прочность соединения.

Легирование припоя

Для улучшения эксплуатационных характеристик применяют легирование припоя следующими веществами:

• Адгезию припоя улучшает добавка из меди, кадмия, сурьмы, алюминия, серебра и цинка;
• Пластичность припоя и стойкость к термоциклированию улучшается добавкой индия, серебра, марганца, висмута, лития;
• Прочность припоям добавляют никель, кобальт, цинк, кремний, бор, железо;
• Коррозионную стойкость припоя увеличивает никель и медь;
• Жаропрочность повышает кремний, цирконий, вольфрам, ванадий, кобальт, ниобий, гафний.

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.

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.

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.

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 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.

Технические характеристики

Припой для пайки ПОС 61 достаточно хорошо распространен в нашем государстве. Его повсеместно применяют как на промышленном уровне, так и бытовых условиях. Его отличительной особенностью является то, что из-за высокого процентного содержания олова в химическом составе, его температурная точка, при которой материал начинает подвергаться плавлению, очень низкая. Стоит отметить, что этот припой можно отнести к одному из самых легкоплавких расходников для пайки. К данной категории причисляются все присадочные материалы, температура плавления которых меньше 450-ти градусов по Цельсию. ПОС 61 плавиться при температурах ниже 200-от градусов по Цельсию. Эта модель производится в нашей стране в строгом соответствии с государственными стандартами.

Благодаря вышеописанным свойствам присадочный материал этой модели обладает повышенной текучестью. В некоторых случаях это свойства относится к минусам, но не в данном. Из-за низкой температуры плавления и высокой текучести припоя с ним можно работать практически с любым оборудованием, начиная от обычного бытового паяльника, заканчивая профессиональными специализированными агрегатами. В процессе пайки, припой способен проникать даже в самые мельчайшие трещины и выемки, что, безусловно, позволяет поднять уровень качество итогового результат соединения, в частности его прочность.

Также присадочный материал хорошо взаимодействует с водой. Благодаря хорошему смачиванию, пайка с использованием припоя этой модели не вызывает никаких трудностей в процессе работы. Все химические, физические и механические свойства расходного материала определяются его химическим составов, а точнее определенным соотношением элементов в нем. Даже если изменить это значения всего лишь на одни процент, все характеристики материала могут кардинально измениться. Помимо основных элементов в составе, в его структуру могут добавляться дополнительные вещества, которые позволяют улучшить ту или иную конкретную характеристику припоя.

Этот присадочный материал можно использовать при работе с микросхемами, так как низкая температура плавления не вызовет технических проблем, а главное минимизирует риск повреждение тонкой поверхности. В отличие от других моделей припоев, в работе с которыми используются высокие температуры, что может повредить состояние рабочей поверхности, использовании ПОС 61, при должном умении и оборудовании, абсолютно безопасно даже для самого тонкого металла.

Низкое значение температурной отметки, при которой материал начинает подвергаться плавлению, помогает добиться еще одного важного свойства материала. Оно заключается в том, что помимо основного применения в качестве расходного материала для пайки, его можно использовать в качестве вещества для лужения паяльника и рабочей поверхности.

Существует характерная особенность, суть которой заключается в том, что чем меньшем количестве в химическом составе припоя присутствует свинец, тем больше там имеется разнообразных дополнительных элементов. Наиболее редким элементом, имеющимся в составе альтернативных моделей достаточно редко, является сурьма. Его присутствие позволяет получать соединения максимального уровня герметичности, что значительно улучшает качество итогового результата соединения в целом.

Читать также: Свойства некоторых легированных сталей и их применение

Припой ПОС 61 гост 21931 76 очень часто используются в процессе ремонта трубопроводов и других изделий, чья рабочая деятельность производится в постоянном контакте с водой и другими разнообразными жидкостями. Высокий уровень популярности обусловлен простотой применения данной модели материала.

Номенклатура

Материал производится в достаточно широком диапазоне размеров, что позволяет без проблем подобрать нужный. Он может принимать следующие значения.

• 1 мм;
• от 1,2 до 1,8 мм с шагом в три десятых миллиметра;
• от 2 до 4 мм с шагом в половину миллиметра;
• 5 мм.

• 8 мм;
• от 11 до 15 мм с шагом в два миллиметра.

3. Трубка (значения наружного диаметра):

• от 1 до 4 мм с шагом в пять десятых миллиметра;
• 5 мм.

• 0.8 и 1 мм, при ширине материала от восьми до десяти миллиметров;
• от 1 до 3 мм с шагом в полмиллиметра, а также 4 и 5 мм, при ширине материала от десяти до пятнадцати миллиметров.

Наименование модели расшифровывается следующим образом:

• аббревиатура «ПОС» означает то, что припой относится к категории оловянно-свинцовых присадочных материалом с доминирующими элементами в виде олова и свинца;
• число 61 указывает на процентное содержание олова в химическом составе вещества.

Припой данной модели, а также все его модификации достаточно популярны как в промышленной сфере, так и в бытовых условиях. Наиболее известные бренды, занимающиеся его производством, это – Арсенал, Техноскрап, КиевЦветМет и другие.

Припой ПОС 61 – самый популярный присадочный материал, изготовленный на основе оловянно-свинцовой смеси. Низкая температура плавления делает его востребованным при ремонте электронных схем, печатных плат и других устройств, плохо переносящих значительные перепады температур.

Читать также: Ремонт заклепочника ручного своими руками

Кроме того, состав хорошо зарекомендовал себя в качестве средства для заделки трещин и отверстий в различных металлических изделиях.

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-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.

Модификации присадочного материала для пайки ПОС-61

Модель припой ПОС-61 производится в разнообразных версиях. Чаще всего они отличаются друг от друга исключительно размером, но также существуют модификации с наличием дополнительных химических элементов и веществ в составе. Стоит рассмотреть наиболее часто используемые модификации.

1. Припой в форме проволоки. Минимальное значение толщины материала равняется одному миллиметру, максимальная – семи. Данная версия применяется при пайке чего-либо чаще всего.

2. Присадочный материал в виде трубок. Отличительной его особенностью среди всего спектра версий модели ПОС-61 является то, что в его составе имеется дополнительный элемент – канифоль. Это позволяет значительно упростить все проводимые работы, так как необходимость использования разнообразных дополнительных веществ помимо присадочного материала отсутствует.

3. Версия в виде прутков – припой принимает форму прутков небольшого размера. Наиболее часто применяется во время проведения работ в бытовых условиях.

4. Реже всего используется версия в виде ленты. В составе данного вещества отсутствует какие-либо дополнительные элементы, помимо веществ входящих в основной состав материала.

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-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.