Сплав ПОССу 8-3

ПОССу 8-3 — оловянно-свинцовый сурьмянистый припой группы сурьмянистых (по классификации ГОСТ 21930-76). Расшифровка аббревиатуры: П — припой, О — олово, С — свинец, Су — сурьма; цифры 8 и 3 — номинальное содержание олова и сурьмы в процентах. Основа сплава — свинец (~89%), поэтому по физическим свойствам и температуре плавления он близок к другим высокосвинцовым припоям, но сурьма заметно повышает твёрдость и прочность шва по сравнению с бессурьмянистыми аналогами.

Химический состав ПОССу 8-3 по ГОСТ 21930-76

Основные компоненты:

Компонент	Содержание, %
Олово (Sn)	7–8
Сурьма (Sb)	2–3
Свинец (Pb)	основа (~89)

Допускаемые примеси (не более):

Примесь	Предельное содержание, %
Висмут (Bi)	0,20
Медь (Cu)	0,10
Мышьяк (As)	0,05
Никель (Ni)	0,08

Содержание железа, серы, алюминия и цинка в сурьмянистых припоях по ГОСТ 21930-76 обеспечивается технологией производства; отдельные предельные значения для этих примесей стандартом не устанавливаются.

Физические и механические свойства

Все значения — при комнатной температуре по данным ГОСТ 21930-76.

Характеристика	Значение
Плотность	10,5 г/см³
Температура солидуса (начало плавления)	240 °С
Температура ликвидуса (полный расплав)	290 °С
Интервал кристаллизации	50 °С
Временное сопротивление разрыву	39 МПа (4,0 кгс/мм²)
Твёрдость по Бринеллю	12,8 HB
Ударная вязкость	1,7 кгс·м/см²
Удельное электросопротивление	0,207 Ом·мм²/м

Интервал кристаллизации 50 °С означает, что при охлаждении сплав длительно пребывает в пастообразном состоянии. Если в этот период детали смещаются относительно друг друга или соединение подвергается вибрации, образуется так называемый «холодный» шов — матовый, пористый, с пониженными прочностными характеристиками. Фиксация паяемых деталей до полного затвердевания припоя обязательна.

Область применения припоя ПОССу 8-3

Основная область — лужение и пайка в электроламповом производстве: крепление токовых выводов к контактным штырькам и цоколям ламп накаливания и аналогичных изделий. Максимальная рабочая температура узлов, паянных ПОССу 8-3, не должна превышать 200 °С — это обеспечивает достаточный запас прочности шва относительно солидуса (240 °С).

Помимо электролампового производства, припой применяется для пайки и лужения:

• углеродистых и низколегированных сталей;
• медных сплавов — меди, латуни, бронзы;
• оцинкованных стальных деталей.

Высокое содержание свинца совместно с сурьмой формирует плотный шов повышенной твёрдости (12,8 HB), что актуально при пайке соединений с механической нагрузкой. ПОССу 8-3 не применяется для пайки алюминия, магния и их сплавов, а также в любом оборудовании, контактирующем с пищевыми продуктами или питьевой водой.

Флюсы для пайки ПОССу 8-3

Выбор флюса определяется типом основного материала и требованиями к остаткам флюса после пайки. Для ПОССу 8-3 применяют два типа флюсов.

Активный водный флюс на основе хлористого цинка (ZnCl₂, ~40%-й водный раствор). Эффективно растворяет оксидные плёнки на стали, цинке, меди. Требует обязательного удаления остатков после пайки промывкой водой: хлоридные остатки вызывают коррозию металла и шва. Не применяется в электронных узлах и соединениях с длительным контактом с атмосферной влагой.

Активированный спирто-канифольный флюс (тип ЛТИ-120): канифоль ~22%, солянокислый анилин ~6%, триэтаноламин ~2%, этиловый спирт — остальное. Обеспечивает надёжное флюсование стали, меди, латуни, оцинкованных поверхностей. Остатки менее агрессивны, чем у хлоридного флюса; при ответственных соединениях их смывка спиртом или ацетоном рекомендуется.

Подробнее о составах и типах флюсов для мягкой пайки — в разделе флюсы паяльные и сварочные.

Технологические особенности пайки

Рабочая температура паяльника или ванны с расплавом должна превышать ликвидус (290 °С) на 30–50 °С, то есть составлять 320–340 °С. Это обеспечивает хорошую текучесть расплава и смачивание поверхности. Перегрев выше 370–380 °С нежелателен: ускоряется окисление расплава, флюс выгорает до завершения пайки, качество шва снижается.

При пайке оцинкованных деталей цинковое покрытие необходимо полностью удалить механически до основного металла — оксидная плёнка цинка препятствует смачиванию. После зачистки наносится активный флюс на основе хлористого цинка.

Медные сплавы (медь, латунь, бронза) смачиваются расплавом значительно лучше стали. Достаточно нанести флюс и прогреть соединение до температуры выше ликвидуса — расплав самостоятельно затекает в зазор капиллярным образом. Зазор для капиллярной пайки — 0,05–0,15 мм.

Охлаждение шва — только естественное на воздухе. Принудительное охлаждение водой или сжатым воздухом в момент кристаллизации создаёт термические напряжения и приводит к образованию трещин в шве.

Токсичность и требования охраны труда

Свинец (основной компонент) относится к веществам I класса опасности, сурьма — к II классу. Вдыхание аэрозолей расплава и паров флюса при пайке представляет реальный профессиональный риск.

Обязательные меры при работе с ПОССу 8-3:

• вытяжная вентиляция непосредственно у места пайки — при любом способе нагрева;
• средства индивидуальной защиты органов дыхания — при пайке открытым пламенем, в ограниченном пространстве или при работе с ваннами расплава;
• защитные перчатки; после работы — тщательное мытьё рук до приёма пищи;
• запрет приёма пищи и курения в рабочей зоне.

Формы поставки по ГОСТ 21931-76

Припой ПОССу 8-3 производится и поставляется по ГОСТ 21931-76 в следующих формах:

Форма	Характеристики
Пруток	Круглое или квадратное сечение; длина прутков 400 ± 20 мм
Проволока	Круглое сечение; поставляется в мотках (длина не менее 20 м)
Лента	Длина рулона не менее 10 м
Трубка	Полый профиль; может поставляться с флюсом-заполнителем

Каждая партия сопровождается документом о качестве с результатами химического анализа по ГОСТ 1429.0–1429.15.

Смежная группа материалов — свинцово-сурьмянистые сплавы с высоким содержанием свинца и сурьмы для других применений.