Что такое сплав Розе

Что такое сплав Розе и для чего он нужен

Свойства и применение

Относительно припоя ПОС (который кстати тоже считается мягким в общей классификации припоев), сплав Розе в разы хрупче. Поэтому среди радиолюбителей и электронщиков он считается легкоплавким (хотя тот же ПОС тоже относится к легкоплавким, у твердоплавких температура выше +300 °C)

Розе хорошо подходит для выпаивания деталей, разъемов, шлейфов SMD микросхем и демонтажа защитных металлических экранов с плат мобильных телефонов.

Например, можно снять все металлические экраны с платы мобильного телефона при помощи пары гранул сплава Розе.

А еще при помощи него можно легко выпаивать большие разъемы на компьютерных материнских платах. С помощью оплетки для снятия припоя это будет очень долго и дорого (вы потратите почти всю оплетку на какой-нибудь PCI + перегреете контакты, если это донор). Оловоотсос тоже не вариант, так как современные платы практическим не имеют зазоров в отверстиях между контактом и деталью. Да и игла не поможет.

Можно использовать фен и нижний подогрев, но зачем лишний раз нагревать всю плату? Можно просто снизить температуру пайки сплавом Розе. Достаточно парой гранул сплава смешать с припоем контактов, и можно феном без перегрева аккуратно выпаять разъем с платы.
Особенности сплава:

  • Низкая температура плавления. Выпаивание разъемов и деталей без перегрева.
  • Хрупкость. Паяные соединения получаются ненадежными. Из-за этого лучше им не паять, а только выпаивать компоненты платы.
  • Токсичность. Паяльные работы только в проветриваемом помещении.

Сплав Вуда и Розе

Еще один популярный низкотемпературный припой – это сплав Вуда.

Не рекомендуется паять таким припоем ни при каких обстоятельствах!

Только в крайнем случае и в проветриваем помещении. Не стоит злоупотреблять этим сплавом. Если есть выбор между Розе и Вуда – лучше использовать первый и избегать второй.

Методы паяльных работ

Для выпаивания разъема или детали из платы без перегрева нужно залудить контакты низкоплавким материалом.

Итоговая температура плавления будет выше, чем у Розе в чистом виде так как он смешивается с припоем на плате у которого другой состав и характеристики. (плавление при 270 °C)

Место работ имеет важное значение. Например, плата может быть очень теплоемкой из-за ее толщины. Время и мощность нагрева должны быть больше, чем у более легкой платы.

Материнскую плату от компьютера придется дольше прогревать, чем маленькую плату от мобильного телефона из-за большей многослойности и толщины текстолита.

Сначала наносится флюс на контакты выпаиваемой детали. Добавляется несколько гранул легкоплавкого припоя. Есть несколько техник паяльных работ.

Работа паяльником

Нужны массивные жала: мини волна, топорик.

Температуру паяльника можно оставить в пределах 230 °C, например, 200 °C.

Контакты детали нужно залудить легкоплавким сплавом, предварительно нанеся флюс.

На контактах образуется капля припоя, которую легко разогреть одним паяльником на небольшой мощности.

Результат паяльных работ.

Как выпаять разъем USB одним паяльником и Розе

Быстрая и безопасная пайка одним паяльником и легкоплавким припоем.

Пайка феном

Фен выставляется на температуру примерно 120 — 170 °C со средним потоком воздуха.

Гранулы постепенно расплавляются и смешиваются с контактами. Их лучше поправлять пинцетом по месту пайки, чтобы припой лучше распределился.

Нужно тщательно прогреть место пайки. Постепенно, по мере повышения температуры, деталь начнет выпаиваться. Это будет заметно при появлении блика на припое.

Результат низкотемпературной пайки.

Комбинированный метод

Фен сверху над местом пайки нужен для вспомогательного инструмента, на 100°C, а паяльником паяются детали сплавом Розе на температуре 200 °C.

После пайки детали обязательна очистка от получившейся смеси припоя с помощью оплетки.

А можно ли паять и лудить с помощью Розе

Для выпаивания деталей с платы сплав подходит, но для окончательной пайки уже детали на плату — ни в ком случае из-за хрупкости. Сплав Розе очень хрупкий, соединения получаются ненадежными. Особенно это касается разъемов и проводов. Когда по плате или проводам протекает электрический ток, выделяется тепло.

Из-за этого начинает плавиться низкотемпературный спав. К тому же, он не терпит вибрации или механических ударов. Появляются микротрещины, возникают окислы и потеря соединения.

Лужение сплавом Розе

У радиолюбителей есть популярный «ленивый» способ лужения плат с помощью слава Розе. Для этого в кипящую кастрюлю с щепоткой лимонной кислоты добавляются несколько гранул низкотемпературного сплава и платы, которые нужно залудить. Припой равномерно в считанные секунды распределяется. Основные недостатки данного способа лужения — это токсичность и все та же хрупкость сплава.

Существенный недостаток — хрупкость и токсичность. Именно из-за этого не стоит запаивать таким сплавом детали.

Меры предосторожности

Так как используемые материалы токсичны, то обязательно паять в проветриваемом помещении и средствах защиты.

Во время паяльных работ нужно держать дистанцию и надевать защитные очки. Расплавленные капли металла могут попасть на кожу или слизистые тем самым вызвав ожоги, заражение.

Сами гранулы брать только пинцетом, не допуская контакта. Они не настолько токсичны, но это намного уменьшает его влияние.

Нельзя допускать попадание сплава и его частичек на открытые раны.

Вывод

Сплав Розе справляется при низкотемпературном выпаивании деталей из плат. Его можно использовать только для этих целей. Лудить платы не очень хорошая идея из-за неудовлетворительных характеристик прочности и стойкости к механическим повреждениям или вибрации.

Если выбирать между Розе и Вуда, то выигрывает первый. Между ними не большая разница в температурах. Это не такой важный параметр, чтобы жертвовать своим здоровьем ради меньшей температуры пайки.

Сплав Розе

Автор: Владимир Васильев · Опубликовано 21 декабря 2016 · Обновлено 25 августа 2018

Если взять олово, свинец и висмут в пропорциях 1:1:2 и получить сплав, то именно его называют сплавом Розе, точнее Валентина Розе Старшего – немецкого фармацевта и по совместительству химика. Отметим, что если температура плавления (т.е. перехода из твердого кристаллического состояния в жидкое) у олова 231,9 градуса Цельсия, то у сплава Розе она составит около 94-98 градусов Цельсия.

Справедливо будет заметить, что первенство в открытии композиции элементов для легкоплавкого сплава принадлежит Сэру И.Ньютону, который в 1701 году рекомендовал пропорцию этих элементов 2:3:5. Валентин Розе осмелился отклониться от этой рекомендации через 45 лет после ухода того, кто «Разумом … превосходил род человеческий».

Сплав Розе часто путают со сплавом Вуда, так они внешне похожи. Но у сплава Вуда с одной стороны температура плавления ниже (68,5 градуса Цельсия), а с другой стороны это благодаря добавленному в состав кадмию, который является токсичным и канцерогенным элементов, работать с которым можно только с соблюдением всех предосторожностей. Именно по причине токсичности кадмия в сплаве Вуда сплав Розе нашел большее распространение.

ПОСВ-50 лудить нельзя паять

В отечественной радиоэлектронике сплав Розе маркируется как ПОСВ-50 – припой оловянно-свинцовый с добавлением висмута, где висмута соответственно 50%, остальное в равных долях олово и свинец. Важно также отметить, что содержание элементов в сплавах Розе и ПОСВ-50 в указанных пропорциях может несколько отличаться.

В целом основное назначение сплава ПОСВ-50 и его аналогов – лужение и пайка.

Пайка элементов заключается в выпаивании элементов из печатной платы и в установке элементов на новую печатную плату. Следует отметить, что при затвердевании в объеме пайки сплав Розе становиться хрупким. Следовательно, полученное паяное соединение не следует подвергать ударным нагрузкам, так как могут образоваться микротрещины, которые приведут к разрушению соединения.

Лужение сплавом Розе получило большее распространение, чем пайка. Процесс лужения этим сплавом характерен тем, что его можно проводить в легко доступной среде – воде с глицерином или в глицерине. Применение глицерина объясняется просто – он нужен для достижения температуры плавления сплава, а сплав только начинает плавиться при 94 градусах Цельсия, а для полного расплавления нужна температура от 105 до 120 градусов Цельсия (в зависимости от процентного состава конкретного сплава). Вода же, как известно закипает при температуре около 100 градусов. Выполнять операции в кипящей воде означает вдыхать летучие продукты вместе с паром. Глицерин же имеет температуру кипения 290 градусов Цельсия, смешивается с водой в любых пропорциях, а также обладает гироскопичностью. Это позволяет при смешивании с водой гарантированно увеличить температуру кипения такой смешанной жидкости и уменьшить парообразование. Если смешать в растворе равные объемы воды и глицерина, то получим температуру кипения раствора 110 градусов, раствор с пропорцией компонентов 2:1 даст температуру кипения 103,9 градуса (при нормальном атмосферном давлении). Для превращения раствора глицерина в воде в слабоактивный флюс в него добавляют лимонную кислоту, обычно в произвольных пропорциях, но не менее 1 грамма на 100 мл раствора. Воду желательно использовать дистиллированную, так как в ней меньше солей. Кстати по этой же причине не следует использовать для повышения температуры плавления воды соль вместо глицерина, т.к. это скажется на качестве и однородности оловянного покрытия. Также применение глицерина позволяет поверхностное натяжение раствора, по сравнению с обычной чистой водой, что облегчает процесс растирания расплава по поверхности дорожек печатной платы.

Процесс лужения сплавом Розе (группы припоев ПОСВ) аналогичен и для сплава Вуда:

— в специальную посуду (достаточной по размеру для погружения печатной платы хотя бы частично) наливают дистиллированную воду и добавляют глицерин в требуемых пропорциях, которые удобнее всего подбирать экспериментально, используя термомерт любого типа;

— производят нагрев раствора до температуры около 105 градусов Цельсия, добавляют в раствор лимонную кислоту;

— погружают в раствор протравленную и очищенную печатную плату;

— укладывают на требуемый участок платы твердые частички сплава Розе и ждут его расплавления (впрочем можно и предварительно уложить сплав Розе в достаточном на глаз количестве, а затем погружать на него плату – это вопрос практики);

Читайте также  Что такое GSM

— растирают расплав по дорожкам печатной платы деревянным или пластиковым инструментом (например, лопатку для тефлоновой сковороды или жесткий резиновый шпатель);

— после лужения плату промывают в теплой проточной воде (можно с мылом).

Следует заметить, что посуду лучше брать алюминиевую, эмалированную или чугунную, т.к. применение для лужения оцинкованных, медных, серебряных или луженых посуды и инструмента приведет к растворению металлов посуды в припое и ухудшит его качество, т.е. использовать его многократно будет невозможно. По той же причине погружать в раствор следует только чистые платы.

Важно, что использовать посуду для лужения для приготовления в дальнейшем пищи нельзя, т.к. на станках в небольших количествах оседает свинец.

Работать рекомендуется в резиновых перчатках во избежание ожогов.


Сарафанное радио тетушки Розы

В общем, мнения об удобности в применении сплава Розе, которые в огромном количестве можно прочитать на радиофорумах, сводятся к двум вариантам – одни используют его в своей практике лужения и пайки и естественно рекомендуют его, другие же попробовали, что-то не вышло, пришлось отказаться от применения и поэтому естественно не рекомендуют. Есть и те, кому просто интересно по какой-то причине попробовать – они задают вопросы. А так как сообщество радиолюбителей постоянно пополняется новичками (с распространением разного рода гаджетов – потребность в таких людях растет) – будет продолжаться и обмен мнениями. Удивительно, что все это общение строиться на обсуждении всего двух характеристик сплава Розе, как представителя группы оловянно-свинцовых легкоплавких сплавов – низкой температуры плавления и хрупкости в твердом состоянии. Тем более, что покупка сплава не составляет проблем. Выпускается он в виде гранул, прутков или слитков серебристого цвета и продается в любых магазинах вместе с радиодеталями.

«Летают ракеты, да танки ездят»

Именно такой ответ последовал на вопрос о плохом приставании припоя ПОС к луженой в сплаве Розе дорожки на радиокоте. И это верно, учитывая, что электрические и электронные схемы сегодня входят в большинство так называемых «умных» устройств.

Кроме того, известно, что легкоплавкий сплав Розе применяется не только для лужения, но и как плавкий предохранитель в электрических сетях, системах пожарной сигнализации. Для выполнения прецизионного литься сплав Розе также подходит, хотя и уступает сплаву Вуда при выполнении микроотливок. Также как и сплав Вуда его применяют в химических лабораториях для создания низкотемпературной нагревательной бани.

Сказ о сплаве Розе и отвалившейся КРЕНке


Давным, давно, когда я был школьником и добывал радиодетали преимущественно из разных выброшенных на свалку плат, заметил я необычное явление в процессе распаивания очередной такой платы: некоторые пайки моментально отваливались от фольги, стоило в них ткнуть паяльником. Контактная площадка оставалась чистой от припоя, гладкой и серебристо облуженной, а капля припоя на выводе детали имела внизу такое же блестящее плоское основание.

Заметил и забыл до поры. А в позапрошлом году, принимая участие в научной экспедиции в Арктику, я неожиданно столкнулся с неожиданным выходом из строя прибора, с которым работал. Прибор был самодельным — делали его другие люди, но к счастью, снабдили меня схемой и всей документацией, взял я с собой на всякий случай и паяльник и необходимые приборы. Долго неисправность искать не пришлось: внутри корпуса валялся интегральный стабилизатор на 5 В в корпусе D-Pak, который просто отвалился от платы. У контактных площадок и «брюха» стабилизатора были такие же красивые блестящие поверхности.

Последний случай был со стареньким ноутбуком, у которого, по словам прежнего его хозяина, в каком-то подвале за тысячу рублей поменяли разъем питания после того, как старый перестал контачить. Со временем с контактом в этом разъеме снова возникли проблемы и я, обнаружив, что разъем просто плохо припаяли и он просто болтался в плате, взял и пропаял разъем, как следует. Но прошло время и неисправность вернулась.

Как вы догадались, причина у всех этих явлений одна и она упомянута в заголовке статьи и показана на КДПВ. Но откуда он взялся на платах и даже в ноутбуке?

В первых двух случаях виной всему чье-то рацпредложение, которое в какой-то момент стало чуть ли не общепринятым способом лужения печатных плат у радиолюбителей, и судя по всему, проникло и в производство. Кинул плату в смесь воды, глицерина и лимонной кислоты, нагретую до ста градусов, бросил туда немного гранул сплава Розе, разогнал расплавившийся сплав резиновым шпателем — вот и готовы красиво облуженные и легко паяющиеся дорожки. А ноутбук, как мы помним, побывал у неофициальных ремонтников, у которых есть один милый приемчик — как отпаять припаянное к массивным полигонам платы, да еще и бессвинцовым припоем, хилым паяльником. Для этого служит все тот же сплав Розе, который, сплавляясь с тугим бессвинцом, быстро его плавит и позволяет легко демонтировать разъем, не «угрев» на плате все вокруг и не отслоив медь от текстолита. И во всех трех случаях сплав Розе, смешавшись с припоем, резко понижал температуру его плавления, что приводило к неприятностям.

Казалось бы, немножко сплава Розе должно не очень сильно изменить свойства припоя. Но это не так. Почему — давайте вспомним, что сплав Розе — это тройная эвтектика в системе олово-свинец-висмут.

Поговорим об эвтектике

Давайте посмотрим на фазовую диаграмму двухкомпонентной системы с неограниченной растворимостью в жидком состоянии и незначительной растворимостью в твердом. По горизонтальной оси здесь отложен состав сплава, а по вертикальной — температура. А линии на ней представляют собой зависимости температур начала плавления (солидус — ADCB) и конца плавления (ликвидус — AEB). Еще есть две ветви, отделяющие области однородного твердого раствора от двухфазной области, но они нас сейчас не будут интересовать. В области между солидусом и ликвидусом мы имеем двухфазную систему из расплава и твердой фазы.

Точка E — особая, в ней солидус и ликвидус касаются друг друга: сплав такого состава наиболее легкоплавкий и плавится он сразу, подобно чистому металлу. Это и есть эвтектика. Хороший припой обычно представляет собой именно эвтектику и именно таким является ПОС-61 или ПОС-63.

А если состав сплава не соответствует эвтектике? Приходилось вам когда-нибудь паять припоем ПОС-40, который обычно продавался в советских хозмагах в виде толстого прутка? Под жалом паяльника он сначала превращается в своеобразную кашу, а потом только плавится окончательно. Затвердевает он в обратном порядке, сначала превратившись в кашу, а затем застыв окончательно.

А если мы возьмем олово и добавим в него всего лишь 5% свинца? Будет абсолютно то же самое, только между солидусом и ликвидусом «каша» будет практически твердая. Но непрочная, так как жидкая фаза будет заполнять тонкие прослойки между кристаллами.
И вот теперь обратите внимание, что линия солидуса горизонтальна. Это означает, что плавление любого сплава олова и свинца (в диапазоне составов 2,6-80,5% свинца) начнется при одинаковой температуре, независимо от его состава. При той же температуре закончится затвердевание, и кстати — состав этих последних капель расплава равен составу эвтектики.

А теперь добавим ножек висмут

А если добавить третий компонент, который также свободно растворяется в жидком состоянии, но не растворяется в твердом… Тут нам нужно уже рассматривать трехкомпонентную систему.
В общем-то, такая система ведет себя аналогично двухкомпонентной. Тут тоже есть состав из трех компонентов, где температуры солидуса и ликвидуса равны. И температура ее плавления еще ниже, чем температуры двойных эвтектик в каждой из трех двойных систем, составляющих тройную.

На данном рисунке изображен ликвидус, который из линии превратился в поверхность. А солидус… Солидус — это горизонтальная плоскость почти на весь треугольник (кроме свинцового угла — там интерметаллическая фаза). Для системы свинец-олово-висмут ее положение соответствует постоянной температуре 96°С — температуре плавления сплава Розе.
Так что если мы добавим к сплаву олово-свинец немного висмута, мы получим сплав, который начинает плавиться при 96°С.

Правда, висмут заметно растворяется в олове, а особенно в свинце. Из-за этого плоскость солидуса отодвинута от края треугольника — разреза олово-свинец. Она отстоит примерно на 15% висмута от эвтектики олово-свинец, «загибаясь» вверх при приближении к краю. Поэтому количество сплава Розе, которое приведет к неприятностям — не бесконечно мало, а примерно 10-20%. Но к сожалению, это лишь в идеальных условиях. В реальных и повредит и меньшее количество. Причина этому то, что пайка — процесс быстрый.

Кинетический фактор

Кинетика — это раздел химии, посвященный скорости протекания химических процессов. Пайка — процесс быстрый и кратковременный, точка пайки быстро разогревается до плавления припоя и быстро остывает. К чему это ведет?

Представьте себе контактную площадку на плате, облуженную сплавом Розе (специально или после того, как этим сплавом воспользовались для отпайки неисправной детали). К ней припаяли контактную площадку и убрали паяльник. Припой застыл. Время пайки — секунды. За это время припой и сплав Розе перемешаться не успеют, особенно если паяют SMD-элемент и перемешиванию мешает узкий зазор между контактной площадкой и площадкой вывода. В результате на месте бывшего сплава Розе на контактной площадке получается слой обогащенного висмутом слоя, который начнет плавиться при температуре 96°С, даже если общее количество загрязняющего спай висмута, казалось бы, недостаточно. Именно потому и отваливались детали от легкого касания паяльником, потому и образовывалось «зеркало».

Синим на этом рисунке показан сплав Розе, а серым — припой. Слева — до, а справа — после пайки.

Читайте также  Что такое доход

Чем грозит?

Когда припоем со сплавом Розе припаяна греющаяся деталь, результат понятен: деталь просто отвалится. При температуре выше 96°С кристаллические зерна припоя разделены жидкими прослойками и прочность у него — как у мокрого песка. Казалось бы, если деталь не греется, бояться нечего? Но тут вступает в действие тот фактор, что от момента пайки до момента окончательного затвердевания проходит достаточно много времени. И в это время малейшее усилие на спай его разрушит, возникнут трещины. Получается своего рода «ложная пайка»: вроде все припаяно, контакт есть — а надежности нет, со временем этот контакт пропадет, особенно при механических нагрузках, как на разъеме питания ноутбука.

Выводы

Не пользуйтесь сплавом Розе ни для лужения плат, ни для выпаивания деталей. А если нужно припаять сплавом Розе какую-нибудь деликатную и очень боящуюся перегрева деталь, заведите себе для этого отдельный паяльник или отдельное жало. Достойной альтернативой лужению сплавом Розе является химическое лужение. Только обязательно нужно нанести на «химическое» олово флюс и оплавить его.
Когда деталь не нагружена механически и вы ее все же отпаяли сплавом Розе (или это сделал кто-то до вас), не поленитесь и перед пайкой приклейте ее к плате каким-нибудь не особо прочным клеем (чтобы при случае можно было бы и оторвать). Этим вы в некоторой степени застрахуете ее от смещения во время застывания припоя и сделаете пайку более надежной. Также можно пройтись по площадкам со сплавом Розе большой каплей припоя на широком жале паяльника, затем удалить припой оплеткой и повторить эту операцию еще 1-2 раза, но в зависимости от качества платы существует риск, что дорожки не выдержат.

PS:
Подобная же ситуация возникает, если вы вдруг столкнетесь с оловянно-висмутовым припоем. Такой припой, будучи малотоксичным (висмут гораздо менее токсичен, чем свинец) и легкоплавким (Tпл = 139°С), был бы отличным бессвинцовым припоем, если бы не образование тройной эвтектики при попадании свинца. Например, при ремонте платы, паяной таким припоем, с использованием обычного оловянно-свинцового припоя. Тем не менее, такой припой, как указывает Habra_nik, имеет определенный уровень популярности в Японии. Так что нужно быть внимательным при ремонте современной японской электроники.

Сплав Розе: что это такое, состав, применение

Во время процесса пайки периодически происходят ситуации, когда необходима низкая температура припоя. Это бывает при изготовлении микросхем или в случаях, когда есть риск перегрева элементов микроэлектроники, но не требуется высокая прочность. Для этих целей наиболее подходящим является сплав Розе.

Краткая информация

В состав сплава Розе входит:

  • висмут 50 %;
  • свинец 25%;
  • олово 25 %.

Допустимое отклонение пропорций компонентов составляет ±0,5 %. По физическим параметрам данный припой близок к сплаву Вуда, но обладает менее токсичными свойствами в связи с отсутствием в его составе кадмия, поэтому для работы в домашних условиях более пригоден. Для его применения не требуется оборудования с вытяжкой на рабочем месте.

Температура плавления сплава Розе +94 °С. Затвердевает он уже при +93 °С. Такой температурный режим с успехом используется для лужения плат сплавом Розе. В бытовых условиях этот процесс можно проводить в кипящей воде. Но следует помнить, что данный сплав чувствителен к перегреву, кроме того, он достаточно хрупок.

Сплав Розе, что это такое и почему он так называется? Припой назван в честь известного немецкого химика Валентина Розе-старшего, он представляет собой небольшие гранулы или прутки серебристого цвета.

Для пайки каких материалов применяется?

Пайка подобным составом облегчает соединение критичных к температуре контактов радиодеталей и элементов в микроэлектронике благодаря низкой температуре плавления. Применяется в промышленности в качестве припоя марки ПОСВ-50. Этим материалом с успехом осуществляется пайка меди, ее сплавов с алюминием, никеля, латуни, посеребренных поверхностей керамических элементов, драгоценных металлов.

Технология лужения плат в кипящей воде

Благодаря уникальным температурным характеристикам в домашних условиях разработана следующая технология лужения печатных плат с применением сплава Розе. Что это такое и как это работает?

Прежде всего необходимо зачистить протравленную медную поверхность печатной платы.

Затем нагреть до температуры кипения наполненную водой небольшую эмалированную металлическую емкость (миску или кастрюлю). Может подойти и большая консервная банка. В кипящую воду бросить небольшое количество лимонной кислоты.

После этого аккуратно опустить на дно емкости печатную плату поверхностью для лужения вверх. Необходимое количество гранул сплава Розе опускается следом за ней. После этого в кипящей воде расплавленные гранулы распределяются равномерно деревянной палочкой или резиновым шпателем по медной поверхности платы. При этом происходит процесс лужения.

Избыток припоя удаляется тампоном или шпателем. После этого луженную плату извлекают из емкости и дают ей остыть. В результате получается яркая, практически зеркальная луженая поверхность, не уступающая по качеству промышленному образцу.

Для того чтобы последующая пайка сплавом Розе имела достаточную прочность и не была хрупкой, необходимо добиться минимальной толщины слоя лужения. После необходимо тщательно промыть поверхность платы водой, чтобы удалить остатки кислоты. Для дальнейшего уменьшения окисления ее желательно покрыть слоем спиртового раствора канифоли. Он предотвратит доступ кислорода к металлической поверхности и в процессе пайки будет выполнять роль флюса, обеспечивающего безупречное качество соединения.

Техника работы с глицерином

Существует способ лужения в глицерине сплавом Розе. Что это такое и как организовать процесс? Для лужения желательно использовать эмалированную металлическую емкость, предположим, миску. Она наполовину наполняется глицерином из ближайшей аптеки и нагревается до температуры около 200 °С. В жидкость необходимо добавить несколько капель паяльной кислоты. Далее в нагретый глицерин опускается плата зачищенным медным слоем вверх. Сверху бросаются гранулы сплава Розе. Затем резиновым шпателем расплавленные металлические шарики растираются по медной поверхности платы. После чего заготовка аккуратно извлекается пинцетом и тщательно промывается проточной водой от кислоты и глицерина. Блестящая луженая поверхность покрывается слоем спиртового раствора канифоли. После этого плата готова к применению.

Упрощенная технология лужения

При отсутствии желания возиться с металлической тарой, кипячением и кислотой, радиолюбитель может залудить печатную плату простейшим способом. Лужение в этом случае также осуществляется сплавом Розе. Что это такое и как оно выполняется? Медная фольга печатной платы зачищается наждачной бумагой и покрывается спиртовым раствором канифоли, так называемым жидким флюсом. После этого на медные дорожки платы необходимо положить требуемое количество гранул сплава Розе и паяльником небольшой мощности через распушенную оплетку коаксиального кабеля произвести процесс лужения. Затем спиртом смыть остатки отработанного флюса и покрыть спиртовым раствором канифоли в качестве своеобразного защитного лака.

Преимущества и недостатки технологий лужения

Каждый из этих методов имеет свои положительные и отрицательные стороны. Лужение в кипящей воде предпочтительней из-за низкой рабочей температуры (до +100 °С). Оно дает высокое качество луженой поверхности, не повреждает тонкие дорожки плат и вытравленные надписи.

При работе в нагретом до 200 °С глицерине получается аналогичное качество покрытия. Но при этом есть опасность получения ожогов маслянистой нагретой жидкостью. Пары глицерина также не способствуют улучшению здоровья радиолюбителя. Кроме того, следует помнить, что при перегреве обезвоженного глицерина появляется вещество акролеин, которое относится к 1 классу вредного воздействия и обладает сильными канцерогенными свойствами.

Лужение паяльником проще и быстрее, но при этом есть опасность перегрева с отслаиванием фольгированных дорожек и вытравленных надписей на печатной плате.

Изготовление сплава Розе своими руками

Не всегда имеется возможность приобретения нужных материалов. В этом случае стоит попробовать изготовить их самостоятельно. Для получения сплава необходимо, первым делом, приобрести висмут. Вместо чистого олова придется использовать оловянно-свинцовый припой, так как чистый металл не всегда удается достать. В обычном припое примерно 40 % свинца и 60 % олова. Необходимо взять кусок припоя и точно такой же по объему кусок висмута. Все компоненты смешать в тигле и расплавить с добавлением канифольного флюса. Затем расплавленный припой аккуратно тонкой струйкой выливать в емкость с водой. На ее дне будут образовываться гранулы сплава Розе. Конечно, данный метод не совсем точен, поэтому процентное соответствие металлов не вполне будет отвечать норме, как и температура плавления. Для более точного получения сплава Розе потребуется химически чистое олово, свинец и висмут.

Техника безопасности и меры предосторожности

Хотя сплав Розе и не содержит кадмий, его компоненты (свинец и висмут) могут вызывать аллергическую реакцию или интоксикацию. Поэтому сплав лучше держать в плотной герметичной упаковке. Срок годности состава около 3 лет. При пайке и лужении следует соблюдать технику безопасности. Работать в вентилируемом помещении. Избегать вдыхания паров свинца, олова и висмута. Также вредны испарения канифоли и глицерина. При работе с нагретым тиглем требуются средства защиты в виде плотных рукавиц и очков.

Сплав Розе

История открытия сплава Розе тесно связана с Исааком Ньютоном. Именно он в 1701 году заложил основной ряд элементов данного легкоплавкого соединения. Сплав, предложенный Ньютоном, имел несколько недостатков. В частности, он обладал повышенной склонностью к образованию трещин. Оспаривать данную комбинацию элементов никто не посмел по причине большого авторитета ученого. Лишь спустя 45 лет после смерти Ньютона немецкий химик Валентин Розе доработал сплав, изменив соотношение его исходных компонентов.

Состав

Сплав Розе представляет собой химическое соединение висмута (50%), олова (25%) и свинца (25%). Внешне сплав похож на серебро. Температура плавления чуть ниже точки кипения воды и составляет 94 градуса.

Сам по себе висмут, являющийся базовым компонентом в данном сплаве, не выделяется высокими пластичными свойствами. По этой причине его редко используют в чистом виде при пайке разного рода металлов. Однако сплав Розе, полученный на его основе, отлично подходит для изготовления легкоплавкого припоя ПОСВ-50.

Читайте также  Что такое прикладная информатика

Для данного припоя свойственно увеличиваться в объеме при переходе жидкой фазы в твердую. Также, аналогичный процесс протекает в сплавах при охлаждении после кристаллизации.

Припой ПОСВ-50 из сплава Розе плохо смачивает такие материалы как конструкционная сталь и другие соединения на основе железа, обладает довольно низкими механическими характеристиками и пониженной электропроводностью. Чтобы увеличить эффективность пайки, стальные сплавы предварительно подвергаются лужению оловянно-свинцовыми припоями и оцинкованию. В результате таких действий смачиваемость поверхности улучшается и, соответственно, сцепление сплавов друг с другом.

Улучшению смачиваемости сплава Розе с медью способствует легирование его состава такими металлами как палладий, платина, кобальт, никель и иридий. Количество данных элементов колеблется от 0,5 до 2%.

Эффект увеличения объёма от перехода между фазами значительно усиливается после введения в сплав германия, кремния и галлия. Повышение содержания германия в сплаве, помимо всего прочего, положительно влияет на его прочностные характеристики.

Предел прочности на разрыв медного соединения, спаянного припоем ПОСВ-50, составляет 14,5 МПа. Это довольно низкое значение, учитывая, что аналогичный показатель для большинства припоев находится на уровне 20-22 МПа. По этой причине паяные соединения сплавом Розе не рекомендуется использовать в условиях ударных нагрузок, т.к. велика вероятность образования трещин.

Применение

С точки зрения внешнего вида и качественных показателей сплав Розе сильно похож на сплав Вуда. Отличие их состоит в том, что сплав Розе не имеет в своем составе частиц кадмия и это делает его менее токсичным. Данный параметр помогает найти сплаву более обширное применение среди радиолюбителей, работающих в домашних условиях: процесс пайки не требует наличия специального вытяжного оборудования для удаления ядовитого газа из помещения.

Припои ПОСВ-50 на основе материала Розе используются при пайке контактных элементов, обладающих повышенной склонностью к перегреву. Также он все больше и больше применяется как припой для различных сплавов алюминия и меди.

Сплав Розе служит припоем для полупроводников. Из него производят плавкие алюминиевые предохранители. Помимо вышесказанного сплав используют как припой никелевых контактов и ювелирных изделий.

Также Розе применяется и в лужении. Наибольшего распространения сплав достиг при лужении именно медных поверхностей микроплат. Данный процесс представляет собой следующее:

  • Кипятят емкость с водой. Стоит отметить, что наиболее подходящими являются емкости, изготовленные из чугуна и алюминия, или же эмалированные. Оцинкованная и медная посуда при лужении будет растворяться, что ведет к ухудшению качества припоя и, соответственно, невозможности его повторного использования. Также, в дальнейшем данную емкость нельзя использовать для приготовления пищи, т.к. в ходе лужения на поверхности посуды оседает тонкий слой свинца.
  • Добавляют несколько грамм сплава Розе, лимонной кислоты и глицерина. Глицерин необходим для получения необходимой температуры плавления и снижения выделения вредных газов сплавом. Наличие лимонной кислоты превращает водоглицериновый раствор во флюс, что предотвращает его загрязнение такими газами как кислород, водород и прочие.
  • Помещают плату медной стороной вниз. Заметьте, плата должна быть преждевременно очищена. Делается это с целью сохранения припоя от загрязнений и увеличения его срока эксплуатации.
  • Спустя 15-20 минут плату извлекают и очищают от остатков меди.

Лужение сплавом Розе достигло более широкого применения по сравнению с пайкой. Простота процесса и доступность необходимых компонентов играют здесь не последнюю роль.

Состав и характеристики сплава розе

При пайке термочувствительных деталей обычными припоями они разрушаются от перегрева. Сплав Розе плавится при низких температурах и позволяет присоединять мелкие элементы, не касаясь их паяльником. Отсутствие в сплаве кадмия делает его менее токсичным.

Сплав получил название ПОСВ-50. Он выпускается по ТУ 6-09-4064-87 и широко применяется радиолюбителями и в различных отраслях промышленности. Низкая температура плавления используется в аварийных устройствах, предохраняющих от перегрева.

Сплав розе (Фото: Instagram / papamaster_msk)

Что такое сплав Розе?

Начинающие радиолюбители осваивают различные припои для пайки, но далеко не все знают, что такое сплав Розе и в чем его преимущество. Сравнивают его обычно с похожим на него популярным припоем Вуда.

Припой ПОСВ-50 состоит из 3 легкоплавких металлов и переходит в жидкое состояние в кипящей воде. По маркировке легко определить его состав: олово, свинец и 50% висмута. Продается в гранулах диаметром 5 мм, прутках 10×12×250 мм и слитках.

По своему составу Розе является низкотоксичным и не выделяет при кипении отравляющих веществ.

Техническая характеристика

Сплав Розе состоит из цветных металлов и имеет низкую температуру плавления. Поверхность у него блестящая, серебристая. Он предназначен для пайки мелких деталей и лужения в среде слабокислотных флюсов. Применяется при изготовлении предохранителей.

Технические характеристики сплава Розе:

  • плавится при 96–98⁰;
  • твердый;
  • хрупкий;
  • образует тонкую пленку покрытия на серебре, бронзе, никеле;
  • не содержит кадмия.

В твердом виде сплав Розе разрушается при динамических нагрузках и вибрации. Тонкая пленка, образующаяся при лужении, долго сохраняется.

Для работы в домашних условиях используют припои с низкой температурой кипения. Расплавляют его, используя дистиллированную воду и глицерин. В жидком виде хорошо соединяется с медью, бронзой, серебром. Создает прочную ровную пленку. Применение щелочных флюсов в лужении и пайке приводит к разрыву целостности припоя, образованию трещин.

Пайка мелких деталей (Фото: Instagram / starline_ru)

Химический состав

Исаак Ньютон первым открыл состав с низкой температурой плавления. Он соединил металлы в соотношении:

  • висмут 50%;
  • свинец 30%;
  • олово 20%.

Через несколько десятилетий Валентин Розе изменил пропорции. Висмут по-прежнему составляет половину веса сплава, но олово и свинец он добавил в равных пропорциях — по 25%. Промышленность одновременно выпускает под этим же наименованием и сплав, в котором 32% свинца и 18% олова, его температура плавления немного ниже — 93–94⁰.

Температура плавления

Припой Розе плавится при температуре 94–98⁰. Опустить его просто в кипящую воду недостаточно. Надо добавлять глицерин, чтобы поднять температуру кипения жидкости до 105⁰ и расплавить ПОСВ-50 для лужения.

Можно расплавлять в нагретом глицерине при соблюдении мер безопасности. Для защиты органов дыхания от вредных испарений глицерина при работе необходимо использовать респиратор.

Глицерин имеет температуру кипения 290⁰. В чистом виде он является сильным канцерогеном. Его можно использовать только смешанным с водой. Если добавить его в воду в соотношении 1:1, кипение начнется при 110⁰С. Чтобы получить температуру кипения воды примерно 104⁰, доля глицерина должна составлять 34%. При добавлении в 100 мл смеси 1 г лимонной кислоты вода с глицерином превращаются в слабоактивный флюс и улучшает качество лужения.

В конце прошлого века шутники отливали из сплава Розе чайные ложки. Внешне они ничем не отличались от обычных алюминиевых. При попытке гостя размешать в стакане сахар ложка таяла на глазах.

При работе с термочувствительными деталями низкая температура плавления позволяет припаять контакты, не касаясь их паяльником.

Ложка из сплава Розе (Фото: Instagram / kozlov_glebchik)

Внешний вид

Сплав Розе имеет серебристый цвет, гладкую блестящую поверхность. Для пайки и лужения используют гранулы размером до 5 мм. Выпускается также прутками и маленькими слитками.

После пайки и лужения поверхность длительное время сохраняет свой цвет и лоск. Розе используют при реставрационных работах для покрытия защитным слоем бронзовых, серебряных декоративных элементов.

Влияние на организм

В отличие от сплава Вуда припой Розе не содержит сильных токсичных элементов. Однако при кипении висмут и свинец испаряются и могут спровоцировать раздражение слизистой оболочки носоглотки, раздражение органов дыхания. При попадании на кожу возникает зуд, сыпь, аллергия. В холодном виде безопасен. Гранулы можно брать руками.

Чтобы пар от кипящей воды не испарялся, в нее добавляют глицерин. В результате повышения температуры кипения смесь Розе плавится раньше — до образования пара с вредными добавками. Лимонная кислота частично нейтрализует вредные испарения, окисляя металлы.

При работе с относительно безопасным припоем следует надевать респиратор и рубашку с длинным рукавом. Работу выполняют с помощью пинцета и других приспособлений. Нельзя касаться сплава голыми руками.

Производство и применение

Припой производят плавлением всех компонентов в электрических печах. Измельченный металл складывают в тигли, разогревают и перемешивают. После этого разливают в формы для слитков или прокатывают полузатвердевший сплав в пруток. Для получения гранул выливают расплав в воду.

Основные области применения сплава в домашних условиях:

  • пайка термочувствительных деталей;
  • выпаивание различных узлов из готовых плат при ремонте;
  • лужение микросхем.

При реставрационных работах и в ювелирной промышленности Розе применяется для покрытия декоративных элементов из серебра, сплавов меди и алюминия, посеребренной керамики.

При производстве электрооборудования используют сплав в алюминиевых и других предохранителях от перегрева оборудования.

Транспортировка и хранение

Сплав Розе не требователен к условиям хранения. Разрушается при контакте с воздухом, водой и попадании прямых солнечных лучей. Хранят припой в закрытой пластиковой или темной полиэтиленовой таре 3 года.

Дома полиэтиленовый пакетик со сплавом Розе нужно хранить отдельно от продуктов питания, в сухом темном месте. От света и УФ-лучей следует защитить сам пакет, который может разрушиться.

Оптимальный вариант — покупать ПОСВ-50 в пластмассовых темных баночках с герметично закрываемой крышкой. В нем больше припоя — 100 гр. Транспортировать можно любым способом, не нарушая упаковки.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: