Легкоплавкий припой

Легкоплавкие припои — сплавы с температурой плавления до 450 °C, предназначенные для пайки деталей, чувствительных к перегреву. В эту группу входят висмутовые, кадмиевые, оловянно-цинковые и индиевые системы. Диапазон рабочих температур — от 60 до 300 °C в зависимости от марки. Применяются в радиоэлектронике, приборостроении, авиации, точном машиностроении и ремонтных технологиях.

Оловянно-свинцово-висмутовые припои (ПОСВ)

Система Sn–Pb–Bi позволяет получать сплавы с температурой плавления значительно ниже, чем у обычных оловянно-свинцовых припоев. Висмут снижает точку плавления за счёт образования тройных эвтектик, однако одновременно увеличивает хрупкость и склонность к микросегрегации при охлаждении. Для пайки применяют маломощные паяльники, канифольные или спиртоканифольные флюсы.

ПОСВ-33

Припой ПОСВ-33 — трёхкомпонентный сплав с примерно равными долями олова, свинца и висмута (~33% каждого).

Параметр	Значение
Состав	Sn ~33% / Pb ~33% / Bi ~34%
Температура плавления	120–130 °C
Плотность	~9,5 г/см³
Нормативный документ	ТУ

Применение: пайка и лужение медных изделий и деталей из медных сплавов, не допускающих нагрева выше 150 °C; элементы автоматики с фиксированной температурой срабатывания (размыкатели, тепловые предохранители); ступенчатая пайка металлокерамических узлов, элементов радиоэлектроники.

Олово повышает жидкотекучесть и смачиваемость капиллярных зазоров. Примесь кадмия, если присутствует, определяется только металлографическим анализом и в паспорте не нормируется. Паяльник — маломощный (15–25 Вт). Флюс — канифольный (RMA) или спиртоканифольный.

ПОСВ-50 (сплав Розе)

Классический эвтектический состав тройной системы Sn–Pb–Bi. По ТУ 6-09-4065-88 выпускается как «сплав Розе».

Параметр	Значение
Состав	Bi 50% / Pb 25% / Sn 25%
Температура плавления	90–94 °C
Плотность	~9,6 г/см³

Применение: демонтаж и монтаж термочувствительных компонентов; лужение медных дорожек печатных плат; плавкие вставки и спринклерные клапаны противопожарных систем; временное заполнение тонкостенных трубок перед гибкой.

Ограничения: свинец токсичен — работа с вытяжкой. Хрупкость шва при ударных нагрузках ограничивает применение в несущих соединениях. Висмут при кристаллизации незначительно расширяется, что полезно для точного заполнения зазоров, но требует учёта при расчёте допусков.

Сплав д’Арсе (Bi–Pb–Sn)

Разработан Жаном Дарсе в 1775 году. Близок к эвтектике системы Bi–Pb–Sn, но отличается от сплава Розе повышенным содержанием свинца и пониженным содержанием олова: Bi ~50% / Pb ~31% / Sn ~19%. Температура плавления ~97 °C. Применяется аналогично ПОСВ-50 — для пайки термочувствительных узлов и приборов. Подробнее — на странице сплав Д’Арсенваля.

Общие особенности Bi-содержащих припоев

• Висмут снижает температуру плавления, но повышает хрупкость — при высоком содержании Bi механические нагрузки на шов нежелательны.
• При «загрязнении» ванны оловом с паяемых деталей температура плавления может дополнительно снизиться — учитывайте при ступенчатой пайке.
• Флюсы: канифольные (RMA), спиртоканифольные. Активные флюсы с хлоридами не применяются на медных поверхностях без последующей промывки.
• Остатки флюса после пайки удалять изопропанолом — висмутовые сплавы склонны к контактной коррозии при ионном загрязнении.

Оловянно-свинцово-кадмиевый припой ПОСК-50-18

Единственный в своём классе: благодаря кадмию ПОСК-50-18 имеет наименьшую температуру плавления среди стандартных оловянно-свинцовых припоев по ГОСТ 21930-76.

Параметр	Значение
Состав	Sn 49–51% / Cd 17–19% / Pb 30–33%
Температура плавления (солидус/ликвидус)	142 / 145 °C
Плотность	8,8 г/см³
Предел прочности при растяжении	40 МПа
Нормативный документ	ГОСТ 21930-76, ГОСТ 21931-76

Применение: ступенчатая пайка конденсаторов и пьезокерамических элементов; пайка металлизированной керамики; лужение и пайка алюминия, меди, латуни, никеля, бронзы, посеребрённых поверхностей; полупроводниковая техника; тепловые предохранители.

Технологические особенности: рабочая температура пайки ~240 °C. Кадмий токсичен — обязательна вытяжная вентиляция. Зарубежных аналогов с идентичными характеристиками нет. Применение кадмийсодержащих припоев в новой электронике ограничено директивой RoHS; для изделий авиационного, специального и промышленного назначения ограничений нет.

Особолегкоплавкие сплавы Bi–Pb–Sn–Cd

Добавление кадмия к тройной системе Bi–Pb–Sn снижает температуру плавления до диапазона 60–70 °C. Два наиболее известных сплава этой группы — сплав Вуда и сплав Липовица — близки по составу и свойствам.

Сплав	Состав	Tпл, °C
Вуда (ТУ 6-09-4064-87)	Bi 50% / Pb 25% / Sn 12,5% / Cd 12,5%	60–68,5
Липовица	Bi 50% / Pb 26,7% / Sn 13,3% / Cd 10%	~60–70

Применение: низкотемпературные нагревательные ванны в химических лабораториях; прецизионное литьё и гальванопластика (выплавляемые стержни); датчики пожарной сигнализации; заполнение тонкостенных трубок при гибке; монтаж и демонтаж элементов, боящихся нагрева выше 80 °C.

Ограничения: кадмий токсичен — контакт с голой кожей в расплавленном состоянии недопустим, работа с вытяжкой обязательна. Хрупкость — высокая; шов не рассчитан на механические нагрузки.

Оловянно-цинковые припои ПОЦ для пайки алюминия

Система Sn–Zn — основная группа мягких припоев для пайки алюминия и алюминиевых сплавов. Цинк повышает смачиваемость Al-поверхности и способствует разрушению оксидной плёнки Al₂O₃ при использовании активных флюсов. Все составы ПОЦ имеют солидус ~198 °C (эвтектика Sn–Zn), ликвидус зависит от содержания Zn. Обязательное условие — применение фторборатных или хлоридно-фторидных флюсов с последующей промывкой: остатки активного флюса вызывают коррозию шва.

Марка	Состав	Tпл (солидус/ликвидус), °C	Основное применение
ПОЦ-40	Sn 40% / Zn 60%	~198 / 280–320	Высокопрочные соединения алюминиевых деталей
ПОЦ-50	Sn 50% / Zn 50%	~198 / 250–280	Пайка алюминия и сплавов; ремонт теплообменников, радиаторов, алюминиевых корпусов
ПОЦ-55	Sn 55% / Zn 45%	~198 / 240–265	Пайка алюминиевых и оцинкованных деталей; улучшенная текучесть по сравнению с ПОЦ-50
ПОЦ-60	Sn 60% / Zn 40%	~198 / 230–260	Универсальная пайка алюминиевых деталей; профили, радиаторы

ПОЦ-40 имеет наибольшее содержание цинка в ряду и более высокую прочность соединения, однако склонность к коррозии во влажной среде у него выше, чем у составов с бо́льшим количеством олова. ПОЦ-60 обеспечивает наилучшую текучесть и наиболее низкий ликвидус в этом ряду. Перед пайкой все марки требуют механической зачистки поверхности алюминия до металлического блеска и немедленного нанесения флюса — оксидная плёнка восстанавливается за секунды.

Оловянно-цинковые припои для алюминия П-200А и П-250А

Приближены к эвтектике системы Sn–Zn и применяются для низкотемпературной пайки алюминия, включая пайку алюминий–медь в электротехнике.

Марка	Состав	Температура плавления, °C	Плотность, г/см³
П-200А	Sn 89–91% / Zn 9–11% / Cu ~0,15%	200–210	~7,3
П-250А	Sn 79–81% / Zn 19–21% / Cu ~0,15%	200–250	7,03

П-200А применяется для пайки алюминиевых обмоток и токопроводящих элементов в электротехнике, а также при соединении алюминий–медь в монтажных соединениях. Требует активных флюсов и тщательной зачистки. При пайке алюминия с медью возможно образование Cu–Zn интерметаллидов — время нагрева следует минимизировать.

П-250А применяется для лужения алюминиевых проводов и сплавов, механизированной пайки, ремонта алюминиевых конструкций в авиационном производстве. Рабочая температура пайки ~300 °C.

Индиевые припои ПОИн

Припои систем In–Sn и In–Pb применяются там, где ни один оловянно-свинцовый или висмутовый припой не справляется: пайка металла со стеклом, кварцем и керамикой; герметизация вакуумных и криогенных узлов; пайка в условиях, исключающих активные флюсы.

Индий смачивает стекло и оксидную керамику без флюса — это уникальное свойство в группе мягких припоев. Температура плавления зависит от состава: для сплавов ПОИн (оловянно-индиевые) — в диапазоне 117–225 °C в зависимости от доли In.

Ключевые особенности применения:

• Индий активно диффундирует в медь и золото при длительном нагреве — время пайки строго ограничивают.
• Для нанесения на стекло и керамику расплав втирают механически — обычное смачивание в данном случае не работает.
• Высокая пластичность шва компенсирует разницу КТР металл/стекло при термоциклировании.
• Стоимость существенно выше, чем у оловянно-свинцовых и висмутовых систем — применяется там, где нет функциональной альтернативы.

Галлиевые сплавы (галинстан)

Галинстан — эвтектический трёхкомпонентный сплав Ga 68,5% / In 21,5% / Sn 10%. Температура плавления: около –19 °C. Жидкий при комнатной температуре, нетоксичен, не испаряется при рабочих условиях.

Применение: жидкометаллические термоинтерфейсы в принудительно охлаждаемой электронике; замена ртути в термометрах и переключателях; контактные узлы лабораторных и медицинских устройств.

Ограничение: галинстан агрессивен по отношению к алюминию и большинству алюминиевых сплавов — вызывает быстрое межзёренное разрушение. Контакт с алюминиевыми деталями недопустим.

Формы поставки и условия заказа

Легкоплавкие припои ПОСВ-33, ПОСВ-50, ПОСК-50-18, ПОЦ-40, ПОЦ-50, ПОЦ-55, ПОЦ-60, П-200А (ПОЦ-10), П-250А (ПОЦ-80), ПОИн (Пи-40, Пи-12), АВИА-1, АВИА-2 и другие марки поставляются в виде чушек, прутков, проволоки и лент. Нестандартные сечения и сплавы по ТУ — по согласованию. Для уточнения марки, формы и объёма партии направьте запрос на e-mail с указанием марки, формы и количества.