Припой ПОС 61

Оловянно-свинцовый припой ПОС 61 — бессурьмянистый мягкий припой, предназначенный для лужения и пайки электро- и радиоаппаратуры, печатных плат и точных приборов. Сплав содержит 59–61 % олова и около 39–41 % свинца. Узкий интервал кристаллизации (всего 7 °С между солидусом и ликвидусом) обеспечивает быстрый переход из жидкого состояния в твёрдое, что снижает вероятность образования «холодных» паек.

Нормативная база: химический состав регламентируется ГОСТ 21930-76 (чушки), требования к изделиям (проволока, пруток, лента, трубка, порошок) — ГОСТ 21931-76.

Расшифровка маркировки ПОС 61

Обозначение марки читается следующим образом:

ПОС 61 относится к группе бессурьмянистых припоев (содержание сурьмы ≤ 0,10 %). В бытовой практике его иногда называют «третник», поскольку примерно треть массы составляет свинец.

Химический состав припоя ПОС 61 по ГОСТ 21930-76

Содержание компонентов строго регламентировано стандартом и не зависит от формы поставки (чушка, проволока, пруток и т. д.).

Допустимые примеси в составе ПОС 61

Каждая примесь ограничена индивидуально. Их содержание обеспечивается технологией изготовления.

По требованию потребителя массовая доля мышьяка в бессурьмянистых припоях ПОС 61 может быть снижена до 0,01 % (примечание 1 к таблице химического состава ГОСТ 21930-76).

Физические и механические свойства ПОС 61

Ниже приведены справочные данные при температуре 20 °С.

Температура плавления и пайки ПОС 61

Солидус ПОС 61 (183 °С) совпадает с температурой эвтектики системы Sn–Pb, что объясняется близостью состава сплава к эвтектической точке (61,9 % Sn). Интервал пластичности между солидусом и ликвидусом составляет всего 7 °С — это одно из наименьших значений среди оловянно-свинцовых припоев. Малый интервал кристаллизации означает, что при застывании шов быстро переходит из пластичного состояния в твёрдое, что снижает риск механического нарушения кристаллической структуры при случайных вибрациях или смещениях соединяемых деталей.

Рекомендуемая температура жала паяльника при ручной пайке обычно составляет 240–260 °С. Превышение этого диапазона приводит к преждевременному выгоранию флюса и ухудшению смачивания. При автоматизированной пайке волной или погружением температура ванны устанавливается в диапазоне 240–250 °С в зависимости от скорости конвейера и массивности соединяемых деталей.

Электрическое сопротивление припоя ПОС 61

Удельное электросопротивление 0,139 Ом·мм²/м — относительно невысокое значение для мягких припоев. Для сравнения: у ПОС 40 этот показатель составляет 0,159 Ом·мм²/м, у ПОС 10 — 0,200 Ом·мм²/м. Низкое сопротивление делает ПОС 61 пригодным для электрических соединений, где падение напряжения на контакте имеет значение.

Механическая прочность

Временное сопротивление разрыву 4,3 кгс/мм² (≈ 43 МПа) — типичное значение для мягких оловянно-свинцовых припоев. Этого достаточно для обеспечения надёжных паяных соединений при условии отсутствия значительных механических нагрузок на шов. Относительное удлинение 46 % говорит о высокой пластичности сплава.

Область применения припоя ПОС 61

Согласно приложению 2 к ГОСТ 21930-76, припой ПОС 61 рекомендован для следующих работ:

• Лужение и пайка электро- и радиоаппаратуры.
• Пайка печатных плат.
• Пайка точных приборов с высокогерметичными швами, где недопустим перегрев.
• Лужение и пайка внутренних швов пищевой посуды и медицинской аппаратуры.
• Пайка деталей из оцинкованного железа с герметичными швами.

Припой хорошо соединяет медь, латунь, бронзу, сталь (в том числе оцинкованную). При работе с другими металлами (алюминий, нержавеющая сталь) требуются специальные флюсы и технологические режимы.

Пайка электронных компонентов и печатных плат

Низкая температура плавления делает ПОС 61 одним из наиболее востребованных припоев в электронной промышленности. Узкий интервал кристаллизации снижает вероятность образования «холодных» пайок. Припой обеспечивает хорошую растекаемость и смачивание медных контактных площадок. Работа ведётся как методом ручной пайки электропаяльником, так и автоматизированно — волной припоя, групповой пайкой окунанием или с использованием паяльной пасты при оплавлении.

Применение в приборостроении

В производстве контрольно-измерительных приборов ПОС 61 применяется там, где требуется герметичность паяного шва при невозможности значительного нагрева соединяемых деталей. Низкая рабочая температура позволяет вести пайку вблизи термочувствительных элементов — полупроводниковых устройств, пьезоэлементов, оптических компонентов.

Формы поставки припоя ПОС 61

Припой поставляется в различных формах в соответствии с ГОСТ 21930-76 (чушки) и ГОСТ 21931-76 (изделия). Выбор формы определяется способом пайки и технологическим оборудованием.

Чушка

Чушка — литой слиток стандартной формы, предназначенный для загрузки в паяльные ванны, тигли и для переплава. На лицевой поверхности выбивается марка припоя (обозначение «61»), с обратной стороны — товарный знак изготовителя и номер плавки. Чушки транспортируются в пакетах, масса пакета не превышает 1250 кг (ГОСТ 21930-76, п. 5.1а).

Проволока припойная

Проволока круглого сечения — наиболее распространённая форма для ручной пайки. Выпускается различных диаметров в соответствии с таблицей 1 ГОСТ 21931-76. Поставляется намотанной на катушки или в бухтах (мотках). Длина непрерывного отрезка — не менее 20 м (ГОСТ 21931-76, п. 1.7).

Трубка припойная с флюсом

Трубка из оловянно-свинцового сплава ПОС 61, заполненная канифольным или иным флюсом. Предназначена для пайки без предварительного нанесения флюса. Поставляется на катушках. Наружный диаметр и содержание флюса (по массе) определяются по соглашению между потребителем и изготовителем.

Пруток

Прутки выпускаются круглого, квадратного и трёхгранного сечения. Применяются при пайке газовой горелкой и для загрузки в автоматические питатели. Размеры сечений и допуски регламентируются таблицей 2 ГОСТ 21931-76.

Лента

Лента из припоя ПОС 61 используется для пайки протяжённых швов, лужения плоских поверхностей. Толщина и ширина определяются потребностями заказчика. Минимальная длина отрезка — 10 м (ГОСТ 21931-76, п. 1.7). Поставляется в бухтах.

Порошок

Порошкообразный припой используется для изготовления паяльных паст. Гранулометрический состав должен соответствовать таблице 6 ГОСТ 21931-76.

Особенности пайки припоем ПОС 61

Выбор флюса

Для пайки меди, латуни и бронзы достаточно неактивных канифольных флюсов (канифоль, растворы канифоли в спирте). Для стали и оцинкованного железа применяются активные флюсы (хлористый цинк, ортофосфорная кислота и их смеси). При пайке электронных компонентов используются неагрессивные бескислотные флюсы, не требующие отмывки, или водосмываемые флюсы с последующей очисткой.

Технологические рекомендации

Перед пайкой поверхности соединяемых деталей очищают от оксидов, загрязнений и жировых плёнок. Предварительное облуживание улучшает адгезию припоя. При ручной пайке оптимальное время контакта жала с деталью составляет 2–5 секунд. Увеличение времени приводит к перегреву и термоповреждению компонентов, а недостаточный прогрев — к формированию «холодных» паек с характерной матовой зернистой поверхностью.

Соединяемые детали должны оставаться неподвижными до полной кристаллизации припоя. Нарушение этого правила приводит к разрушению кристаллической решётки формирующегося шва и снижению прочности соединения.

Признаки качественной пайки

Качественная пайка припоем ПОС 61 характеризуется глянцевой блестящей поверхностью шва, плавными галтелями (скруглениями) в зоне перехода от припоя к основному металлу, отсутствием трещин и пор. Матовая, зернистая или бугристая поверхность указывает на нарушение температурного режима или смещение деталей в момент кристаллизации.

Отличия ПОС 61 от близких марок

ПОС 61 часто сравнивают с несколькими близкими по составу марками:

ПОС 63 является эвтектическим сплавом — солидус и ликвидус совпадают, интервал кристаллизации равен нулю. Это даёт преимущество при автоматизированной пайке. ПОС 61 практически неотличим от ПОС 63 по рабочим свойствам и в большинстве случаев их взаимозаменяемость допускается.

ПОС 61М содержит 1,2–2,0 % меди, что замедляет растворение медных жал паяльников и медных проводников при контакте с расплавленным припоем. Это актуально при массовом монтаже, когда интенсивный износ жала увеличивает расход инструмента.

Требования безопасности при работе с ПОС 61

Свинец, входящий в состав припоя, относится к веществам 1-го класса опасности (ГОСТ 12.1.007). При нагревании и пайке возможно выделение паров свинца. Основные меры безопасности:

• Работы проводить в помещениях, оборудованных местной вытяжной вентиляцией.
• Использовать средства индивидуальной защиты органов дыхания (респираторы типа «Лепесток» по ГОСТ 12.4.028 или аналогичные).
• Не допускать приёма пищи и воды на рабочих местах.
• Мыть руки после работы с припоем.
• Работающие с припоями должны проходить предварительные и периодические медицинские осмотры (ГОСТ 21930-76, п. 2а.9).

Маркировка, упаковка и хранение

Маркировка чушек

На каждой чушке выбивается: товарный знак предприятия-изготовителя, обозначение марки (цифрами «61» без буквенных индексов ПОС) и номер плавки. Марка наносится на лицевую поверхность слева, номер плавки — справа (ГОСТ 21930-76, п. 5.1).

Маркировка изделий

Каждая катушка (бухта) проволоки, ленты или трубки снабжается биркой с указанием марки припоя, номера партии, массы, даты изготовления и обозначения стандарта.

Условия хранения

Припой ПОС 61 хранится в сухих крытых складских помещениях. Не допускается совместное хранение с кислотами, щелочами и другими агрессивными химическими веществами. При соблюдении условий хранения срок годности практически не ограничен — оловянно-свинцовые сплавы не подвержены значительной коррозии при нормальных условиях.

Условное обозначение при заказе

Примеры условных обозначений при заказе (по ГОСТ 21931-76):

• Чушка: Припой ПОС 61 ГОСТ 21930-76
• Проволока круглая диаметром 2 мм: Припой Прв КР2 ПОС 61 ГОСТ 21931-76
• Пруток трёхгранный со стороной 14 мм: Припой Пт ТРГ 14 ПОС 61 ГОСТ 21931-76
• Лента толщиной 0,8 мм, шириной 8 мм: Припой Л 0,8×8 ПОС 61 ГОСТ 21931-76
• Трубка с наружным диаметром 5 мм с канифолью: Припой Тр 5 ПОС 61 К ГОСТ 21931-76

Контроль качества припоя

Химический состав припоя определяется по ГОСТ 1429.0–ГОСТ 1429.15 (методы анализа оловянно-свинцовых припоев). Каждая партия сопровождается документом о качестве (сертификатом, паспортом), подтверждающим соответствие химического состава требованиям стандарта.

При разногласиях в оценке химического состава арбитражный анализ проводится по указанным ГОСТам.