Классификация припоев

Припоями называются металлы и сплавы, вводимые в зазор между соединениями твердыми телами, имеющие более низкую температуру начала и конца плавления, чем температура солидус паяемого материала, способные смачивать его и образовывать паяное соединение.

Припои различают по их металлическим основам. Например, оловянные, кадмиевые, цинковые, магниевые, алюминиевые, медные, никелевые и т.п. По легирующим компонентам, например, серебряные, золотые, палладиевые, индиевые, галлиевые и т.п. По технологическим особенностям: припои самофлюсующиеся, металлокерамические и др. По специальным свойствам – теплостойкие, жаропрочные, кислостойкие, а также по температуре плавления.

Длительное существовавшее разделение припоев на «мягкие» и «твердые» устарело и не соответствует их особенностям и температурным условиям применения.

Более удобно классифицировать припои по температуре плавления, разделив их на следующие группы: особолегкоплавкие, легкоплавкие, среднеплавкие, высокоплавкие и тугоплавкие.

К особолегкоплавким припоям относятся сплавы, верхней температурной границей плавления которых можно принять температуру тройной эвтектики Cd – Sn – Pb (145 ⁰C). Это припои, содержащие висмут, индий, галлий, олово, свинец, кадмий, ртуть, цинк.

Верхней температурой границей легкоплавких припоев удобно принять 450 ⁰С, т.е. температуру плавления наиболее легкоплавкой эвтектики на основе алюминия (Al – Cu – Mg с Т_пл = 449 ⁰С).

Среднеплавкие припои включают сплавы на основе алюминия, магния, серебра, меди, и некоторые титановые, палладиевые и никелевые сплавы. Верхние температурой границей этого класса припоев является 1100 ⁰С, соответствующая температурам плавления припоев – эвтектики металлов группы железа с бором, Ni – B, Co – B, Fe – B и температуре плавления меди – 1083 ⁰С. Верхней температурной границей следующего класса высокоплавких припоев удобно считать температуру плавления наиболее легкоплавкой из известных эвтектик на основе тугоплавких металлов Mo – Si (Т_пл = 1850 ⁰С). Припои на основе тугоплавких металлов с температурой плавления выше 1850 ⁰С относятся к классу тугоплавких.

Чтобы удовлетворить условиям процесса пайки, припои должны отвечать следующим требованиям:

1. Температура плавления припоев должна быть не менее чем на 50¸100 ⁰С ниже температуры плавления паяемых металлов.

2. С паяемым металлом припои должны сплавляться с образованием прочных и коррозионных паяных соединений.

3. При температуре пайки припои должны хорошо смачивать основой металл и заполнять соединительные зазоры.

4. Коэффициенты термического расширения паяемого металла и припоя не должны резко отличаться.

5. Припои должны, по возможности, не содержать дефицитных компонентов.

6. Технологиия изготовления и применения припоев должна быть общедоступной.

В настоящие время в технике применяются десятки металлов в чистом виде и тысячи сплавов на их основе, которые могут подвергаться пайке. Однако наибольшее распространение в металлоконструкциях получили сплавы на основе железа, меди и никеля, для которых и разработано большинство известных припоев. Другие металлы в паяных конструкциях встречаются реже и требуют применения специальных припоев.

В машиностроении наибольшее распространение получили припои на основе меди, серебра и никеля. Легкоплавкие припои на основе олова и других легкоплавких металлов применяются реже.

В настоящее время нашли довольно широкое применение следующие типы припоев: медные, медно-цинковые, медно-марганцо-вистые, медно-фосфористые, серебряные, серебряно-медные, серебряно-медно-цинковые, на алюминиевой основе (с добавлением крем-ния, меди, цинка и др. металлов), на магниевой основе (с добавлени-ем алюминия, цинка, кадмия), оловянно-свинцовые, свинцовые (с добавкой Ag и Su), кадмиевые (с оловом, цинком и серебром), индиевые (с оловом, цинком, кадмием) и висмутовые.