Припой ПОСВи 36-4

Припой ПОСВи 36-4 — оловянно-свинцовый легкоплавкий припой с добавкой висмута. Относится к группе специальных припоев для низкотемпературной (мягкой) пайки. Основная область применения — соединение деталей, для которых недопустим перегрев, а также пайка узлов противопожарного оборудования. Требования к химическому составу и свойствам регламентированы ТУ 48-0220-40-90.

Расшифровка марки ПОСВи 36-4

Маркировка расшифровывается следующим образом:

Элемент маркировки	Значение
П	Припой
О	Олово (Sn) — основной компонент
С	Свинец (Pb)
Ви	Висмут (Bi)
36	Массовая доля свинца — около 36 %
4	Массовая доля висмута — около 4 %

В отличие от классических марок ПОС, где число обозначает содержание олова, в маркировке ПОСВи числа указывают процент свинца и висмута соответственно. Олово составляет остаток — порядка 59–61 %.

Химический состав припоя ПОСВи 36-4

Химический состав регламентирован ТУ 48-0220-40-90. Основу сплава составляют три компонента: олово, свинец и висмут. Содержание примесей строго ограничено — их суммарная массовая доля не превышает 0,30 %.

Основные компоненты

Компонент	Обозначение	Массовая доля, %
Олово	Sn	Основа (~59–61)
Свинец	Pb	35,5–36,5
Висмут	Bi	3,5–4,5

Допустимые примеси

Примесь	Обозначение	Не более, %
Сурьма	Sb	0,015
Медь	Cu	0,015
Мышьяк	As	0,01
Железо	Fe	0,015

Отличительная особенность состава — практическое отсутствие меди (Cu ≤ 0,015 %). Низкое суммарное содержание примесей обеспечивает стабильность физико-химических свойств сплава от партии к партии.

Физико-механические свойства

Добавка висмута к системе олово–свинец существенно снижает температуру плавления сплава по сравнению с классическими припоями ПОС с аналогичным соотношением Sn/Pb. Это главное практическое преимущество марки ПОСВи 36-4.

Температура плавления припоя ПОСВи 36-4

Параметр	Значение
Температура солидуса (начало плавления)	150 °C
Температура ликвидуса (полное расплавление)	170 °C
Интервал кристаллизации	20 °C

Интервал кристаллизации 20 °C означает, что между началом и окончанием затвердевания сплав находится в двухфазном (кашеобразном) состоянии. В этом диапазоне паяное соединение не должно подвергаться механическим воздействиям — это может привести к образованию микротрещин и снижению прочности шва.

Механические и физические характеристики

Припой ПОСВи 36-4 относится к мягким припоям. Характерные свойства тройной системы Sn–Pb–Bi определяют его технологическое поведение:

Свойство	Значение
Временное сопротивление разрыву (σв)	~58,9 МПа*
Жидкотекучесть	Хорошая
Капиллярное смачивание	Хорошее

* Значение широко цитируется в литературе, однако первичный нормативный источник не установлен. При проектировании ответственных соединений рекомендуется запрашивать сертификат на конкретную партию.

Влияние висмута на свойства сплава

Введение 3,5–4,5 % висмута в оловянно-свинцовую основу оказывает комплексное влияние на свойства припоя:

Снижение температуры плавления. Висмут понижает и солидус, и ликвидус сплава. Для ПОСВи 36-4 ликвидус составляет 170 °C — это на 50–70 °C ниже, чем у ПОС-40 (238 °C) с близким соотношением Sn/Pb. Это позволяет выполнять пайку деталей, чувствительных к перегреву.

Повышение хрупкости. Висмут увеличивает твёрдость, но одновременно снижает пластичность сплава. Паяные соединения из ПОСВи 36-4 хуже переносят ударные нагрузки, знакопеременные напряжения и кручение по сравнению с классическими припоями ПОС. Это ключевое ограничение, которое необходимо учитывать при выборе данной марки.

Улучшение жидкотекучести. Висмут способствует хорошему растеканию расплава и капиллярному заполнению зазоров, что упрощает пайку деталей сложной конфигурации с разной толщиной стенок.

Область применения припоя ПОСВи 36-4

Основные направления использования определяются низкой температурой пайки и ограничениями по механической нагрузке.

Рекомендуемые области

Припой применяется при пайке и лужении в следующих случаях:

Детали, не допускающие перегрева. Ступенчатая пайка сборок, где ранее выполненные соединения не должны подплавляться. Электронные компоненты с низким порогом термостойкости.

Узлы сложной конфигурации. Детали с переменной толщиной стенок, где требуется предварительный равномерный прогрев. Хорошая жидкотекучесть обеспечивает затекание расплава в труднодоступные зоны.

Противопожарное оборудование. Сплав применяется при сборке узлов пожарной автоматики — спринклерных систем и тепловых замков. Температура срабатывания подобных устройств согласуется с диапазоном плавления припоя.

Соединения без изменения микроструктуры. Паяные стыки, для которых недопустимы фазовые превращения в основном металле вследствие нагрева.

Ограничения по применению

Из-за физико-химических особенностей сплав не рекомендуется для следующих задач:

Ответственные нагруженные узлы. Повышенная хрупкость, обусловленная присутствием висмута, исключает применение припоя для деталей, работающих под ударными, вибрационными и знакопеременными нагрузками.

Пищевая и медицинская промышленность. Содержание свинца около 36 % делает сплав токсичным. Применение для пищевой тары, медицинского и фармацевтического оборудования недопустимо.

Соединения, работающие при повышенных температурах. Ликвидус 170 °C ограничивает эксплуатационный диапазон. Не рекомендуется для узлов, подвергаемых длительному нагреву выше 100–110 °C.

Формы поставки

Припой ПОСВи 36-4 выпускается в различных полуфабрикатах, что обеспечивает совместимость с разными методами пайки:

Форма поставки	Назначение
Проволока круглого сечения	Ручная и полуавтоматическая пайка, лужение
Пруток (круглый, трёхгранный)	Ручная пайка, дозированная подача
Лента	Пайка плоских стыков и соединений большой площади
Трубка с флюсом	Пайка в монтажных условиях без отдельного нанесения флюса
Чушка, слиток	Загрузка ванн лужения и пайки, переплавка

Стандартный диаметр проволоки — 2 мм. По согласованию с заказчиком возможны другие размеры сечения.

Сравнение ПОСВи 36-4 с другими висмутовыми припоями

Серия висмутосодержащих припоев включает несколько марок, различающихся по составу и температурным характеристикам. Ниже приведено сравнение ПОСВи 36-4 с ближайшим аналогом из той же серии — ПОСВи 42-10,5.

Параметр	ПОСВи 36-4	ПОСВи 42-10,5
Олово (Sn), %	~60	~47,5
Свинец (Pb), %	35,5–36,5	~42
Висмут (Bi), %	3,5–4,5	~10,5
Солидус, °C	150	ниже (больше Bi)
Ликвидус, °C	170	ниже (больше Bi)
Хрупкость	Умеренная	Повышенная (больше Bi)

Увеличение доли висмута в ПОСВи 42-10,5 дополнительно снижает температуру плавления, но усиливает хрупкость. Выбор между марками определяется допустимой температурой пайки и требованиями к механической прочности соединения.

Особенности работы с припоем ПОСВи 36-4

Технология пайки

Широкий интервал между солидусом и ликвидусом (20 °C) даёт технологу время для позиционирования деталей при автоматизированной пайке с последовательным выполнением переходов. Однако в этом же интервале припой находится в двухфазном состоянии, и любое смещение деталей приведёт к дефектному соединению.

С припоем ПОСВи 36-4 совместимы следующие методы нагрева: паяльник, горелка, индукционный нагрев, пайка в печи, пайка волной. Выбор метода определяется конфигурацией соединения и серийностью производства.

Хорошее капиллярное смачивание позволяет припою самостоятельно затекать в зазоры при правильно подготовленных и очищенных поверхностях. Для достижения максимального качества шва рекомендуется использование флюсов, совместимых со сплавами системы олово–свинец.

Требования безопасности

Сплав содержит около 36 % свинца. При нагреве до рабочих температур образуются пары свинца, относящиеся к веществам первого класса опасности (ГОСТ 12.1.007). Рабочие места должны быть оборудованы системами местной вытяжной вентиляции. Работающие обязаны использовать средства индивидуальной защиты органов дыхания и соблюдать правила личной гигиены в соответствии с ГОСТ 12.1.005.

Нормативная документация

Основные стандарты, относящиеся к припою ПОСВи 36-4:

Документ	Область действия
ТУ 48-0220-40-90	Технические условия на специальные припои (состав, свойства, формы поставки)
ГОСТ 19248-90	Классификация и обозначения припоев
ГОСТ 12.1.005	Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны
ГОСТ 12.1.007	Классификация вредных веществ и требования безопасности

Условия хранения

Припой ПОСВи 36-4 хранится в закрытых складских помещениях, защищённых от атмосферных осадков и агрессивных сред. Упаковка должна исключать механические повреждения изделий при транспортировке. Каждая партия сопровождается документом о качестве с указанием марки, химического состава и результатов контроля.