Припой ПОС 18

Припой ПОС 18 — оловянно-свинцовый сплав с содержанием олова 17,5–19,5 %, основу которого составляет свинец. Этот припой не входит в стандартную номенклатуру марок по ГОСТ 21930-76 и относится к нестандартным (заказным) маркам. По составу он близок к малосурьмянистому припою ПОССу 18-0,5, но отличается пониженным содержанием сурьмы (не более 0,05 %). Поставляется в виде проволоки и прутков для пайки и лужения в машиностроении.

Химический состав припоя ПОС 18

Номинальное содержание олова (Sn) в сплаве — 18 %. Остальное — свинец (Pb), выполняющий роль основы. Содержание примесей строго ограничено. Состав ПОС 18 приведён в таблице.

Низкое содержание сурьмы (≤ 0,05 %) позволяет условно отнести ПОС 18 к бессурьмянистой группе. В стандартной линейке ГОСТ 21930-76 ближайшие марки с 18 % олова — ПОССу 18-0,5 (малосурьмянистый, Sb 0,2–0,5 %) и ПОССу 18-2 (сурьмянистый, Sb 1,5–2,0 %). ПОС 18 отличается от них именно ужесточёнными требованиями к содержанию примесей.

Физико-механические свойства

Поскольку ПОС 18 не стандартизирован по ГОСТ 21930-76, его свойства определяются составом сплава и закономерностями системы Sn–Pb. Данные, приведённые ниже, основаны на диаграмме состояния свинец–олово и справочных характеристиках близких по составу стандартных марок (ПОССу 18-0,5).

Особенности температурного поведения

Солидус 183 °C соответствует температуре эвтектики системы Sn–Pb — это характерно для всех сплавов данной системы с содержанием олова от ~2,5 до ~61,9 %. Широкий интервал кристаллизации (94 °C) означает, что между точками солидуса и ликвидуса сплав находится в двухфазном (кашеобразном) состоянии. Это даёт возможность формировать паяный шов в пластичном состоянии, но требует надёжной фиксации деталей до полного затвердевания припоя.

Для полноценного расплавления припоя и формирования качественного шва температура жала паяльника или зоны нагрева должна превышать ликвидус на 30–50 °C, то есть составлять порядка 310–330 °C. При групповой пайке волной или протяжкой рабочая температура ванны обычно поддерживается на 40–60 °C выше ликвидуса.

Нормативная документация на припой ПОС 18

Необходимо подчеркнуть: марка ПОС 18 отсутствует в перечне стандартных марок ГОСТ 21930-76 (припои в чушках) и ГОСТ 21931-76 (припои в изделиях). Указанные стандарты регламентируют только определённые номиналы содержания олова: 90, 63, 61, 40, 30, 10 %. Промежуточное значение 18 % олова при ограничении сурьмы ≤ 0,05 % в стандартную номенклатуру не входит.

ПОС 18 выпускается как заказная позиция, химический состав которой согласовывается между изготовителем и потребителем. Нормативным основанием в таких случаях могут служить технические условия (ТУ) конкретного производителя. ГОСТ 19248-90 определяет общую классификацию и систему обозначений припоев, но также не устанавливает требований к конкретной марке ПОС 18.

При заказе припоя ПОС 18 рекомендуется запрашивать у поставщика паспорт качества (сертификат) с указанием фактического химического состава и ссылкой на ТУ, по которым изготовлен сплав.

Сравнение с близкими по составу марками

ПОС 18 занимает промежуточное положение между стандартными марками ПОС 10 и ПОС 30 по содержанию олова. Ближайшие стандартизированные аналоги с тем же номиналом олова (18 %) — ПОССу 18-0,5 и ПОССу 18-2, отличающиеся содержанием сурьмы.

Сурьма в составе ПОССу 18-0,5 и ПОССу 18-2 повышает прочность паяного шва и его сопротивление ползучести, но одновременно снижает пластичность. ПОС 18, практически лишённый сурьмы, формирует более пластичный, но менее прочный шов.

Область применения припоя ПОС 18

Сплав с 18 % олова относится к низкотемпературным (мягким) припоям. Паяные соединения, выполненные этим припоем, не рассчитаны на высокие механические нагрузки и повышенные рабочие температуры. Основные области применения:

Лужение и пайка в машиностроении

ПОС 18 используется для лужения и пайки деталей, к которым не предъявляются высокие требования по прочности паяного соединения. В станкостроении — для герметизации швов, соединения тонкостенных элементов из стали, латуни, меди. В автомобилестроении — для лужения корпусных деталей. Припоям группы ПОС с содержанием олова 15–25 % в целом соответствуют области применения, указанные в приложении 2 к ГОСТ 21930-76 для марок ПОССу 18-0,5 и ПОССу 18-2: лужение и пайка деталей из оцинкованного железа, трубок радиаторов, электро- и радиоаппаратуры.

Электромонтажные работы

Невысокое содержание олова обеспечивает приемлемую электропроводность паяного шва, достаточную для соединений в силовой электротехнике. Для монтажа высокочастотных печатных плат и прецизионных электронных компонентов предпочтительнее припои с более высоким содержанием олова (ПОС 61, ПОС 63), обеспечивающие меньший интервал кристаллизации и лучшую смачиваемость.

Формы поставки оловянно-свинцового припоя

Припой ПОС 18 поставляется в различных формах полуфабрикатов. Требования к геометрическим параметрам проволоки и прутков для стандартных марок определены в ГОСТ 21931-76 (припои оловянно-свинцовые в изделиях). Для нестандартной марки ПОС 18 размеры согласуются при заказе.

Проволока выпускается в катушках (бухтах). Прутки поставляются мерной длины. По согласованию с потребителем возможна поставка в виде ленты, трубки с флюсовым наполнителем и в других формах.

Выбор флюса для пайки припоем ПОС 18

Качество паяного соединения зависит не только от припоя, но и от правильно подобранного флюса. Флюс удаляет оксидную плёнку с поверхности паяемых деталей и защищает зону пайки от окисления.

Флюсы для пайки стали, меди и латуни

При пайке чёрных и цветных металлов (медь, латунь, углеродистая сталь, оцинкованная сталь) используют как активные (кислотные), так и неактивные (бескислотные) паяльные флюсы. К активным относятся: хлорид цинка, ортофосфорная кислота, флюсы на основе хлорида аммония. Они эффективно разрушают оксиды, но требуют тщательной промывки после пайки, так как остатки активного флюса вызывают коррозию. К неактивным относятся канифольные флюсы (чистая канифоль, спиртовые растворы канифоли), которые не вызывают коррозии и применяются при пайке электрических соединений.

Особенности пайки алюминия

Пайка алюминия оловянно-свинцовыми припоями затруднена из-за устойчивой оксидной плёнки (Al₂O₃). Для её удаления применяют специализированные флюсы на основе фторидов и хлоридов (например, флюсы типа Ф59А, Ф61А). Стандартные канифольные флюсы для пайки алюминия не подходят.

Требования безопасности при работе с припоем ПОС 18

Свинец, составляющий основу припоя ПОС 18, относится к веществам 1-го класса опасности по ГОСТ 12.1.007. Согласно ГОСТ 21931-76 (раздел 2а), процессы пайки и лужения оловянно-свинцовыми припоями могут сопровождаться выделением токсичных веществ. Поступление свинца в организм возможно при вдыхании загрязнённого воздуха, а также с водой и пищей при нарушении правил гигиены.

При работе с припоем ПОС 18 необходимо обеспечить вытяжную вентиляцию рабочего места, использовать средства индивидуальной защиты органов дыхания и соблюдать правила личной гигиены (мытьё рук перед едой, запрет приёма пищи на рабочем месте). Работники, занятые пайкой свинецсодержащими припоями, подлежат предварительным и периодическим медицинским осмотрам.

Хранение и маркировка

Припой ПОС 18 хранится в сухих складских помещениях, защищённых от влаги и агрессивных сред. Каждая партия сопровождается документом о качестве с указанием марки, химического состава, номера партии (плавки) и обозначения ТУ, по которым изготовлен припой. Для стандартных марок оловянно-свинцовых припоев правила маркировки, упаковки и хранения установлены разделом 5 ГОСТ 21930-76 и ГОСТ 21931-76.