Припои и пасты для пайки алюминия
Припой — металл или сплав, вводимый в зазор между соединяемыми деталями, имеющий более низкую температуру начала плавления, чем основной материал. В качестве припоя используются чистые металлы (фиксированная температура плавления) и их сплавы (интервал температур плавления).
Пайка — сложный физико-химический процесс получения неразъёмного соединения посредством нагрева основной детали и жидкого присадочного материала (припоя). Паяное соединение образуется между припоем и паяемым материалом путём расплавления, смачивания и растекания припоя по поверхности основного материала с последующей его кристаллизацией.
https://www.youtube.com/watch?v=ytpressru
Процесс взаимодействия молекул или атомов жидкости и твердого тела на границе раздела двух сред приводит к эффекту смачивания — это явление, при котором силы притяжения между молекулами расплавленного припоя и молекулами основного металла выше, чем внутренние силы притяжения между молекулами припоя (жидкость «прилипает» к поверхности).
Для качественного соединения металлов припой должен растечься и «смочить» основной металл. Хорошее смачивание происходит только на совершенно чистой, не окисленной поверхности. Для этой цели поверхности подвергают механической очистке и используют флюсы. В тонких зазорах (капиллярах) совместное действие сил поверхностного натяжения и эффекта смачивания выражено сильнее.
Для получения эффекта капиллярности в медных трубопроводах, соединяемых пайкой, используют соединения «внахлест». При соединении трубы и фитинга, между внешним диаметром трубы и внутренним диаметром фитинга остается зазор 0,02…0,25 мм (ГОСТ 19249-73 «Соединения паяные. Основные типы и параметры»).
Данный эффект позволяет припою равномерно и достаточно быстро распространяться по всей поверхности монтажного зазора. При величине зазора не более 0,4мм в коаксиальном соединении, капиллярный эффект создает паяный шов, шириной сравнимый с диаметром трубы. Это дает сверхпрочное соединение.
Наиболее распространенной техникой соединения в медных трубопроводных системах является капиллярная низкотемпературная и высокотемпературная пайка.
Высокотемпературная пайка — это пайка с температурой выше 450°С. Для высокотемпературной пайки применяются припои на основе меди и серебра и ряда других металлов. Поэтому её также часто называют твердой пайкой. Более прочные и тугоплавкие металлы припоя дают паяный шов, лучший по механическим и температурным параметрам. Высокотемпературная (твердая) пайка проходит при температурах 600°С-800°С. Для пайки применяется только газопламенный метод нагрева.
При высокотемпературной пайке происходит отжиг металла и он размягчается. Чтобы потеря прочности была минимальной, охлаждение соединения должно быть естественным — воздушным, а нагрев минимальным, равномерным.
Для высокотемпературной пайки применяют в основном припои: медно-фосфорный (состав Cu 94% P 6%) или медно-фосфорный с серебром (Ag2%,5%,15%) — это твердые припои для пайки меди и ее сплавов. Они обладают высокой жидкотекучестью и самофлюсующимися свойствами. Швы прочные, но недостаточно эластичные в условиях низких температур.
Для получения особых свойств паяного шва могут применяться припои серебряные не содержащие фосфор, которые обладают высокой пластичностью, прочностью. Они обладают повышенной тепло- и электропроводностью и высокой пластичностью, прочностью и коррозионной устойчивостью. Выпускаются в палочках в оболочке из флюса. По сравнению с медно-фосфорными имеют более высокую стоимость.
Стоит воздержаться от использования твердых серебряных припоев с содержанием кадмия (Cd). При пайке, по причине содержания в этих припоях кадмия и цинка, существует опасность щелевой коррозии. Кроме того, припои, содержащие кадмий, во время плавления образуют пары с оксидами кадмия, которые весьма токсичны и могут стать причиной заболеваний.
Данный тип припоев может быть использован для рабочих температур от —55 0С до 150 0С. Припои с содержанием фосфора были специально разработаны для пайки меди и медных сплавов (латуни, бронзы). При пайке медь с медью использовать флюс нет необходимости благодаря содержанию фосфора. Использование этих припоев в атмосфере с содержанием серы не допустимо.
https://www.youtube.com/watch?v=ytdevru
Это особенно актуально для помещений, где проводится вскармливание животных и происходит выделение серы из-за разложения протеинов. Медно-фосфорные припои не применяются для пайки сталей из-за образования хрупкой фосфидной пленки по границе шва, что может привести к нарушению герметичности соединения и утечкам.
Поставляются в виде палочек диаметром 1,5/2,0/3,0 мм и длиной 500 мм.
Марка | Состав в % веса | Диапазон температур плавления | Рабочая температура | Прочность на разрыв DIN 12797 | Плотность | DINEN 1044 | |||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Ag | Cu | P | Sn | 0С | 0С | МПа | г/см3 | ||
S 15 | 15 | 80 | 5 | — | 645-800 | 700 | 250 | 8,4 | CP 102 |
S 5 | 5 | 89 | 6 | — | 645-815 | 710 | 250 | 8,2 | CP 104 |
S 2 | 2 | 91,7 | 6,3 | — | 645-825 | 740 | 250 | 8,1 | CP 105 |
S 94 | — | 93,8 | 6,2 | — | 710-890 | 760 | 250 | 8,1 | CP 203 |
Медно-фосфористые припои с содержанием серебра до 15% предназначены для пайки в холодильной промышленности и системах кондиционирования. Они имеют сравнительно небольшую температуру плавления, обладают хорошей текучестью при пайке меди и некоторых ее сплавов. Из-за присутствия в составе припоя фосфора не требуется применение флюса.
Паяные швы отличаются значительной прочностью и коррозионной стойкостью. Припои широко используются при монтаже холодильного оборудования, для соединений, испытывающих незначительные вибрационные и ударные нагрузки, при этом с увеличением содержания серебра пластичность увеличивается. При пайке элементов арматуры с нетермостойкими элементами (ТРВ, клапаны, смотровые стекла) требуется охлаждение последних для предотвращения недопустимого перегрева.
S15 содержание серебра 15%. Припой пластичен из-за высокого содержания серебра и пониженного содержания фосфора, прекрасно заполняет зазоры соединений и дает плотные швы. Паяный шов выдерживает умеренные вибрационные и ударные нагрузки.
S5 содержание серебра 5%. Самый популярный припой среди монтажников, пластичен, обладает медленным растеканием, поэтому способен заполнять большие зазоры. Применяется в среднем диапазоне температур. Паяный шов выдерживает небольшие вибрационные и ударные нагрузки.
S2 содержание серебра 2%. Это экономичный припой используется для пайки меди и ее сплавов в соединениях, не испытывающих ударных и вибрационных нагрузок. Имеет среднее растекание.
S94 содержание серебра 0%. Это чисто медно-фосфорный припой, применяемый для пайки меди. При пайке латуни или бронзы используют флюс для предотвращения образования окисного покрытия на основных металлах. Это покрытие препятствует смачиванию и растеканию припоя. При пайке меди и медных соединений, медно-фосфорные припои являются самофлюсующимися.
В холодильной технике большинство европейских производителей автоматики и запорной арматуры рекомендуют применение припоя с содержанием серебра не менее 5 %.
BrazeTec предлагает припои под маркой BrazeTec CoMet (CoMet — покрытый флюсом металл) без содержания кадмия. Флюс, которым покрыт припой, является эквивалентом флюса типа FH10 (стандарт DIN EN1045).
Твердые серебряные припои могут применятся для всех рабочих температур от — 200°С до 200°С. Все припои могут использоваться для любых видов стали, меди и медных сплавов, а также для никеля и никелевых сплавов. При пайке нержавеющей стали в силу содержания в этих припоях цинка, существует опасность щелевой коррозии.Выпускается в виде палочек с центральным диаметром 1,5/2,0 мм, длиной 500мм со стандартной, тонкой или сверхтонкой оболочкой из флюса.
Марка | Состав в % веса | Диапазон температур плавления | Рабочая температура | Прочность на разрыв DIN 12797 (S235/E295) | Плотность | DINEN 1044 | ||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Ag | Cu | Zn | прочии | 0С | 0С | МПа | г/см3 | |||
CoMet 4576U | 45 | 27 | 25,5 | 25Sn | 640-680 | 670 | 350 | 430 | 9,2 | Ag104 |
CoMet 4076U | 40 | 30 | 28 | 2Sn | 650-710 | 690 | 350 | 430 | 9,1 | Ag105 |
CoMet 3476U | 34 | 36 | 27,5 | 25Sn | 630-730 | 710 | 360 | 480 | 9 | Ag106 |
CoMet 3076U | 30 | 36 | 32 | 2Sn | 665-755 | 740 | 360 | 480 | 8,8 | Ag107 |
https://www.youtube.com/watch?v=ytaboutru
Серебряные припои с флюсом имеют достаточно низкую температуру плавления и хорошо «смачивают» соединяемые поверхности. Они прекрасно заполняют зазоры соединений и дают прочные и эластичные швы — широко применяются при изготовлении и монтаже холодильного оборудования, особенно при пайке соединений, испытывающих значительные вибрационные нагрузки в большом диапазоне рабочих температур, например, при пайке трубопроводов к компрессору.
CoMet 4576U с содержанием серебра 45%. Припой обладает высокой текучестью, несравнимым капиллярным притяжением, глубоким прониканием, высокой сопротивляемостью коррозии. Рекомендуется для пайки элементов, испытывающих значительные нагрузки из-за вибрации и арматуры, содержащей нетермостойкие элементы.
CoMet 4076U с содержанием серебра 40%. Припой пластичный, жидкотекучий, легко проникающий в зазор соединения. Экономичный вариант. Рекомендуется для пайки меди, сталей в любых сочетаниях, а также для соединений, испытывающих вибрационные и ударные нагрузки.
CoMet 3476U с содержанием серебра 34%. Превосходный твердый припой, обладает быстрым растеканием, что позволяет получать плотные швы при значительных монтажных зазорах.
CoMet 3076U с содержанием серебра 30%. Имеет нормальное растекание, хорошо формирует паяный шов в любом пространственном положении. Наиболее популярный из припоев с высоким содержанием серебра.
https://www.youtube.com/watch?v=https:accounts.google.comServiceLogin
Для проведения монтажных работ следуют иметь несколько видов припоя — как медно- фосфорный, так и более дорогой серебряный припой. Применение того или иного припоя всегда обуславливается материалом и размером соединяемых деталей, температурным режимом и нагрузками на соединениях. От того, правильно ли выбраны для работы припои и флюсы, во многом зависит качество монтажа.