Медно-серебряный припой: особенности и характеристики

Физико-химические свойства

Медно-фосфористый припой ЦП 6, как и другие марки, получает свои свойства благодаря уникальному составу, который разработается для тех или иных процедур. Исходя из наличия тех или иных химических элементов, а также их соотношения, материал получается приближенным к свойствам меди, бронзы или латуни, с которыми идет работа, но при этом обладает более низкой температурой плавления, что позволяет сохранить свойства основного металла. В целом, практически все марки обладают повышенной смачиваемостью, что улучшает контакт с заготовкой. Именно это и дает отличные показатели для соединения меди. Помимо этого они обладают большой степенью проникновения, образуя прочные молекулярные связи. Некоторые из марок имеют достаточно опасную температуру плавления более 800 градусов. Это может повлиять на свойство металла, но создает крепкое соединение, которое может конкурировать с ручной дуговой сваркой. Практически все припои обладают антикоррозийными свойствами. Часто встречается припой медно фосфорный с флюсом, который считается одним из лучших вариантов для меди.

Медно-фосфорный припой ЦП 6

Технические характеристики популярных марок

Марка припоя	Содержание элементов в химическом составе, %	Температура плавления, Градусы Цельсия	Температура растекания, Градусы Цельсия
Серебро	Медь	Фосфор
ПМФ102	2	91,3	6,7	645	820
ПМФ105	5	88,5	6,5	630	780
ПМФ115	15	80,2	4,8	650	800

Особенности выбора

Прежде всего, следует определиться с составом. Существуют обыкновенные материалы, в которых содержится всего два элемента, медь и фосфор, как можно понять из названия, а также медно фосфорные припои с серебром. Сразу стоит отметить, что серебро придает большей крепости шву. Оно также увеличивает морозостойкость, поэтому, если соединение будет эксплуатироваться при низких температурах, то следует выбирать марки с относительно высоким содержанием этого элемента, один из высших показателей которого составляет 15%. Но здесь же наблюдается другая зависимость, так как чем больше серебра в составе, тем меньшей пластичностью обладает итоговое соединение. Таким образом, если материал будет подвергаться небольшим изгибам или будет расширяться и сужаться, то лучше отдавать предпочтение тем маркам, в которых минимальное содержание этого элемента, к примеру, 2%, или же вовсе отсутствует. Перед тем как паять медно фосфорным припоем, следует ознакомиться с его составом.

Для тонкостенных труб и заготовок с небольшой толщиной следует подбирать припои, температура плавления которых будет как можно ниже. Ведь чем она выше, тем больше вероятность, что основной металл деформируется или после отжига изменит свои свойства, что ухудшит качество соединения

Низкая температура также увеличивает растекаемость, что также немаловажно для качественного соединения, хотя даже высокотемпературные припои с фосфором обладают хорошими показателями в данном параметре

Для некоторых марок выпускают одноименные флюсы, которые должны помочь справиться с более сложными условиями пайки бронзы и латуни, поэтому, при выборе припоев для этих процедур, следует обращать внимание и на наличие подходящего флюса

Классификация припоев

От температуры плавления зависит класс припоя:

Мягкий припой достигается за счет плавления до четырехсот градусов Цельсия.
Твердый припой достигается за счет плавления выше пятисот градусов Цельсия.
Полутвердый припой достигается за счет плавления в диапазоне от расплавленного олова до четырехсот градусов Цельсия.

Припои классов мягкий и полутвердый прочны при растяжении от пятидесяти до семидесяти Мегапаскалей, они предназначены для спаивания токопроводящих частей машин. Они производятся при помощи паяльника или опускания частей для спаивания в жидкий припой.

Твердый припой прочен до пятисот Мегапаскалей, используется как припой категории прочности номер один для спаивания токопроводящих частей с большим нагревом и деталей с главной механической нагрузкой. Производится такой припой электродами из меди или графита. Небольшие детали спаивают автогеном.

Читать также: Самоделки для гаража своими руками приспособы

Низколегированной

Низколегированная углеродистая сталь относится к сплавам железа, наиболее легко подвергаемым процессу пайки.

Это объясняется тем, что на поверхности сталей данного типа образуется сравнительно непрочная плёнка окислов, легко устраняемая применением обычных флюсов.

Процесс пайки чёрных металлов может проходить при относительно низкой температуре, не превышающей 450 ℃ в случае применения мягких и легкоплавких свинцово-оловянных припоев.

Для получения паяного соединения, обладающего большей твёрдостью и механической прочностью, следует применять более твёрдые тугоплавкие припои, например на основе меди. Такая пайка осуществляется при температуре до 750 ℃.

Разновидности

Независимо от формы выпуска, состав материала и соотношение основных компонентов остается неизменным. Наиболее распространенными разновидностями являются:

Проволока. Ее диаметр находится в пределах от 1 до 7 мм, в зависимости от области применения. Величина шага составляет 0,5 мм. Поставка осуществляется в компактных бухтах или катушках, которые разматывают в процессе эксплуатации. Данная форма выпуска является самой востребованной.
Припой с канифолью ПОС 61 выпускают в виде тонких трубок с наполнителем, закрученных спиралью. Сосновая канифоль играет роль флюса при паяльных работах. Ее преимущество – нейтральный состав, который не требует удаления после завершения рабочего цикла, в отличие от флюсов на кислотной основе. Прочие виды припоев ПОС 61 выпускают без канифоли.
Лента. Отличительная особенность – возможность быстрого ремонта кабельно-проводниковых материалов. Ленточный припой характеризуется низким содержанием сурьмы.
Прутки. Их длина не превышает 40 см. Максимальный диаметр – 8 мм. Данная форма выпуска идеально подходит для лужения температурного стержня паяльника. Некоторые мастера предпочитают изготавливать прутки самостоятельно, отливая их в специальные формы.

Для крупных производственных предприятий ПОС 61 поставляют в виде массивных слитков, массой до 25 кг. Это снижает себестоимость расходных материалов и паяльных работ.

Классификация припоев

Припои

по химическому составу сплава, к примеру, фосфорный припой;
по высоте температуры плавления;

Логично будет рассматривать виды припоев с точки зрения физических свойств получаемого паяного состава. Главный фактор – характеристики металла и сплава – компаньона.

По этому критерию виды различаются следующим образом:

Низкотемпературный или мягкий вид припоя

Всего 450°С – вот предельно допустимый уровень для температуры плавления в данном виде. Эта особенность сказывается на прочности шва соединения, но не самым критическим образом: она немного ниже, чем у твердых припоев.

Тем не менее, свойства соединяемых материалов не меняются во время процесса, так что прочность в итоге получается вполне приемлемая.

Внутри этого вида также есть свои подвиды исходя из химического состава:

свинцовые и без свинца;
свинцово-оловянные сплавы;
специального назначения и с легким плавлением.

Припой для пайки меди.

Оловянно-медные припои состоят на 97% из олова и лишь на 3% из меди. Это очень популярная смесь, да и стоит она совсем недорого.

Оловянно-серебряные припои по своим свойствам прочнее предыдущих, это самые популярные смеси при пайке отопительных систем. Их долевой состав почти такой же: 95% — олово и 5% — серебро.

Маркировка составов для пайки простая и понятная. Возьмем, к примеру, марки ПОС-18, ПОС-30 и так далее. Цифры обозначают процентное содержание в смеси олова. Смесь ПОС-61 – самый подходящий вариант для работы с медью и латунью, а ПОС-30 универсальнее: помимо меди и латуни, он годится для пайки стальных сплавов и железа.

Высокотемпературный или твердый вид припоя

Понятно, что здесь уровень температуры плавления много выше, которая достигает иногда 800°С. Это придает больше прочности швам, она выше, чем при использовании «мягких» припоев.

По химическому составу твердые сплавы разделяются:

медно-цинковые;
медно-фосфорные припои;
чисто медные, без примесей.

Одно из главных правил эффективного применения медного припоя – это его максимальное соответствие металлу, с которым он будет соединяться в процессе пайки. При этом должно выполняться еще одно требование, чтобы температура плавления сплава была ниже, чем у основного металла.

Это необходимо из-за риска повредить структуру детали из-за основного металла в медных, к примеру, трубках с тонкими стенками.

Твердые марки используются там, где нужны соединения попрочнее. В их составе – сплавы твердой пайки марок BCuP, Bag и пр. Именно от долевого состава разных элементов зависит качество и надежность соединения.

Припои твердого типа делятся на:

тугоплавкие
легкоплавкие

Медно-цинковые сплавы относятся к достаточно редким, они прекрасно заменяются другими смесями, содержащими бронзу, латунь или цинк.

Разновидности медных фитингов.

Медно фосфорный припой обладает теми же свойствами и функциями, как и дорогой вариант смеси из чистого серебра для пайки заготовок из бронзы, латуни и пр.

Маркировки здесь немного другие: ПМЦ-36, где буква «П» обозначает «припой», «МЦ» — слова «медно – цинковый», а цифра 36 – процентную доля меди в этом составе.

По критериям универсальности и экономической доступности на первом месте, конечно, медно фосфорные припои. Они применяются в самых разных типах работ, хотя и обладает определенным недостатком. Это недостаточная прочность соединения в условиях низких температур.

Самые крепкие и долговечные соединения получаются при использовании специальных многокомпонентных смесей. Такую же прочность дают и медно-цинковые припои. Самым распространенным составом является такой: 92% — медь, 2% — серебро, 6% — фосфор.

Следует отметить, что даже небольшие отклонения от стандартов технологии могут привести к серьезным ситуациям вплоть до аварий.

Разновидности

1S относится к мягким припоям. У него в составе имеется серебро. Он подходит не только для труб из меди, но и для бронзовых изделий, латуни, которые применяются как для горячего, так и для холодного водоснабжение. В его составе нет флюса, так что приходится использовать его дополнительно или применять пасту.

Припой 1S для пайки медных труб

Rosol 3 является мягким припоем, который для своей работы требует дополнительное использование флюса. Температура плавления у него относительно низкая и составляет 240 градусов Цельсия, что помогает беспроблемно работать с тонкими изделиями. Он пригоден для медных, латанных, бронзовых труб и фитингов. После применения одинаково хорошо проявляет себя как при высоких, так и при низких температурах.

Припой Rosol 3 для пайки меди

Rolot 94 относится к припоям твердого типа. Это высококачественный материал для работы с медью, латунью и красной бронзой. Лучше всего его использовать для щелевой и капиллярной пайки труб, которые ставятся без фитингов. Это припой для пайки медных труб имеет достаточно высокую рабочую температуру, которая достигает 730 градусов Цельсия, так что с тонкостенными материалами его не стоит применять. Отличительной особенностью его является большой интервал плавления.

Медный припой rolot 94

Rolot 2 является специальным твердым припоем, так как не нормирован. В его составе имеется низкий уровень содержания серебра. Он подходит для стандартных процедур пайки и хорошо обеспечивает процедуры монтажа.

Припой Rolot 2 для пайки медных труб

В особую категорию можно отнести припои для пайки пищевой меди, так как они не должны содержать ни каких вредных веществ, которые бы смогли повредить здоровью. Среди них выделяют следующие варианты:

Оловянно-медный – низкотемпературный материал, который быстро расплавляется, при этом образуя высококачественное соединение, стойкое к воздействию коррозии. Состав – (S-SN97Cu3).

Оловянно-медный припой

Медный, с добавлением цинка и серебра, при этом основным материалом здесь является серебро, так как составляет целых 44%, тогда как меди всего лишь 30%, а цинка – 26%. Это высокотемпературный припой для пайки медных труб, который дает пластично, но при этом прочное соединение, не поддающееся коррозии и обладающее высокой теплопроводностью.

Медный припой с серебром

Серебряно-оловяный – низкотемпературный материал, который быстро расплавляется, при этом образуя высококачественное соединение, стойкое к воздействию коррозии. Состав – (S-Sn97Ag5).

Серебряно-оловянный припой

Медно-фосворный – высокотемпературный материал, который может использоваться без дополнительного применения флюса. Дает прочный шов, эластичность которого напрямую зависит от температуры. В составе медь занимает 94%, а фосфор – 6%

Медно-фосфорный припой

Припой для пайки меди серебром относится к высокотемпературным. Шов получается прочным и одновременно пластичным. Следует использовать дополнительный флюс. Большим недостатком является высокая стоимость.

Припой для пайки меди серебром

Особенности применения

Назначение серебряных припоев — широкое использование для цветных металлов и сплавов на их основе. Соединение таких изделий затруднено из-за физико-химических особенностей металлов, но серебряные припои в своей разновидности позволяют получить сцепление, эквивалентное по прочности со сварным швом, но без дефектов, которые ему присущи. К ним относятся сплавы:

титано-никелевые;
никель-вольфрамовые;
железо-никелевые;
медные;
медно-никелевые.

Возможно соединение никеля, меди со стеклоэмалью, керамикой, поверхностей с гальваническим покрытием более 10 мм.

Температура плавления чистого серебра равна 962 °С, это не только нерационально, но также не оправдано технически, поскольку этот металл имеет высокую пластичность и низкую прочность. Оптимизация этих параметров достигается, если использовать медно-серебряный припой, температура плавления которого снижается до 425 °С, а прочностные свойства увеличиваются. Но в целом, соединение металлов отличается высокой t плавления (выше 400 °С), поскольку у чистой меди она равна 1085 °С.

Соединительный шов в данном случае выдерживает температуру до 800 °С, имеет широкий диапазон по параметрам и свойствам, в зависимости от используемых элементов.

Сплав на основе серебра отличается высокой экологичностью, поскольку входящие в состав элементы не активны с большинством окружающих их аналогов. В основном используется медно-серебряный припой для пайки меди или изделий на ее сплаве (латунь, бронза).

Суть процесса

Трубопровод, созданный таким образом, за счет использования при его монтаже труб из меди, отличается высокой надежностью и исключительной долговечностью. Конечно, такая система имеет достаточно высокую стоимость, но она полностью оправдана теми уникальными характеристиками, которыми обладает

Что важно, использовать трубы из меди можно как в водопроводных, так и в отопительных системах. И в том, и в другом случае, они демонстрируют высочайшую надежность и долговечность. Наиболее простым и самым надежным способом монтажа таких систем является пайка медных труб

Эта технология соединения применяется уже достаточно давно, она хорошо изучена и не вызывает особых проблем при практической реализации. Суть такого метода заключается в том, что стык между соединяемыми деталями заполняется специальным составом, который называется припоем. Для того чтобы припой для пайки медных труб мог попасть и заполнить собой стык между деталями, его расплавляют под воздействием высокой температуры. После того как нагрев припоя прекращается, и он уже полностью заполнил будущий шов, он застывает, образуя надежное, герметичное и долговечное соединение

Наиболее простым и самым надежным способом монтажа таких систем является пайка медных труб. Эта технология соединения применяется уже достаточно давно, она хорошо изучена и не вызывает особых проблем при практической реализации. Суть такого метода заключается в том, что стык между соединяемыми деталями заполняется специальным составом, который называется припоем. Для того чтобы припой для пайки медных труб мог попасть и заполнить собой стык между деталями, его расплавляют под воздействием высокой температуры. После того как нагрев припоя прекращается, и он уже полностью заполнил будущий шов, он застывает, образуя надежное, герметичное и долговечное соединение.

Пайка меди удобна еще и тем, что при необходимости соединенные элементы трубопровода всегда можно легко разъединить. Для этого достаточно нагреть место соединения, чтобы сделать припой мягким и податливым.

Процесс пайки медной трубы

Разновидности припоев

Припой не всегда обязательно приобретать. Можно использовать старую радиодеталь и собрать его с дорожек платы при помощи жала паяльника. Такой вариант отлично подойдет тем, кто живет далеко от города, где нет возможности приобрести материал в магазине.

Стандартные свинцовые припои.

Однако они бывают разные и отличаются своими свойствами и характеристиками. В связи с этим каждый опытный мастер должен разбираться в данном вопросе. Для спаивания деталей необходимо использование специальных сплавов – припоев.

Последние обладают более низкой температурой плавления, чем отдельные части изделий.

Подобные сплавы делятся на две основные категории в зависимости от температуры плавления: мягкие и твердые. Первый тип широко используется в радиоэлектронике, как любителями, так и профессионалами.

К легкоплавким относят припои с температурой плавления менее 450°С. Их изготавливают из: галлия, индия, олова, висмута, свинца и кадмия. Высокотемпературные плавятся при нагреве, превышающем 450°С. В любом случае он представляет собой, как правило, сплав, состоящий из нескольких металлов и примесей.

Самым распространенным вариантом является оловянно-свинцовый сплав, который называется ПОС. Числа, стоящие после аббревиатуры, свидетельствуют о процентном содержании олова.

Отличить один сплав от другого можно и не зная марки. Например, при большем содержании олова появляется характерный металлический блеск, а при большей концентрации свинца цвет становится темно-серым.

Кроме того, температура плавления ПОСов не превышает 265°С. Еще одной отличительной особенностью сплавов с большей долей свинца является их пластичность и возможность легко согнуть руками.

Классификация сплавов осуществляется в соответствии с ГОСТами.

Физико-механические свойства припоев.

Наиболее распространенными являются:

припой ПОС 90;
ПОС 61;
ПОС 40;
ПОС 30.

На самом деле маркировок существенно больше. Их насчитывается несколько десятков. Каждая записывается таким образом, что уже из ее названия становится понятен состав сплава, все изготавливаются по ГОСТу 21930-76 припой оловянно-свинцовый.

Стоит отметить, что сплавы отличаются между собой не только химическим составом. В зависимости от формы выпуска они бывают в чушках, проволоке, трубке с канифолью или в прутке.

Например, припой ПОС 61 может продаваться в прутках или в форме проволоки различного диаметра. Необходимо понимать, что соотношение свинца и олова влияет на температуру плавления. Данный параметр в большей мере определяет выбор необходимого сплава.

Кроме того, сплав может выпускаться с флюсом, например, с ФРК525-2-Т1 – безгалоидным канифольным флюсом низкой активности.

В данном флюсе отсутствуют галогены. Благодаря этому факту он оказывает значительно меньше вреда на здоровье мастеров.

Использование сплавов различных марок определяется сферой их применения. ПОС тридцать и сорок относятся к мягким. Их температура плавления не превышает 300°С. Применяются в соединении оцинкованных изделий, лужения, ремонта электроприборов и т.д.

Медно фосфорные

Соединение деталей из меди может производиться медно-фосфорным припоем в состав, которого входит серебро. Его доля может достигать 15%. Такой сплав применяют для работы с холодильным оборудованием.

Рабочая температура медно-фосфорных припоев не очень высока. Вещества этого класса обладают достаточной текучестью. Кстати, при работе, с использованием этого припоя нет необходимости в применении каких-либо флюсов. Это связано с тем в его состав входит фосфор. Именно фосфор защищает зону обработки стыка от воздействия атмосферы.

Припой медно-фосфорный Castolin

Швы, образующиеся в ходе работы, отличаются прочностью. Именно это и определило его использование для работы с холодильным оборудованием, содержащие в своем составе детали из меди. Все дело в том, что при его работе постоянно существует вибрация, в таких условиях прочность шва не будет лишней.

При соединении медных компонентов трубопроводной арматуры необходимо выполнять охлаждение элементов узла, которые обладают слабой стойкостью к перегреву. В процессе работы рабочую зону можно обдувать сухим азотом. Для этого требуется эксплуатация специального оборудования. Защита сухим азотом позволяет защитить шов от окалины.

Трехкомпонентный состав, в который входит 2% серебра носит марку 102. Сфера применения этого припоя монтаж, обслуживание холодильных комплексов, которые не подвержены вибрации.

Припой медно-фосфорный Ag 2%

Марка 105 содержит 5% благородного металла. Он пластичен и у него медленное растекание. Вследствие этого у него имеется возможность заполнять зазоры определенного размера. Эта марка способна выдерживать незначительные нагрузки вибрационного или ударного характера.

Марка 115, содержит в своем составе 15% серебра. Из-за этого он обладает высокой пластичностью. Шов, полученный с его помощью способен выдерживать умеренные вибрационные или ударные нагрузки, возникающие во время работы холодильных установок.

Если припой, то какой

Определившись с инструментом, приступаем к выбору припоя. Прежде всего, следует убедиться, что материал соответствует определённому температурному режиму. По своим характеристикам припои условно делятся на три группы.

Низкотемпературные. Их стоит предпочесть, если паяльник или горелка неспособны обеспечить хороший прогрев. Однако прочность соединения в этом случае будет не слишком высокой. Для деталей, работающих под большими нагрузками, такой вариант не подходит.
Среднетемпературные. Если паяльная горелка обладает достаточной мощностью, используя такой материал удастся наложить прочный шов с приемлемыми эксплуатационными свойствами. Но, по ряду причин, такие составы не получили широкого распространения.
Высокотемпературными. Как правило, при их применении достигается самая высокая прочность соединения. Следует помнить, что не все сплавы меди способны выдержать значительный нагрев. Всё будет зависеть от соединений, входящих в их состав. Но если требуется, чтобы получившийся шов выдерживал высокие нагрузки, придётся остановить свой выбор именно на таком варианте.

Но не только температура плавления отличает один припой от другого. Не менее важен их химический состав. Наиболее распространена пайка меди твёрдым припоем. В ходе такой работы используются смеси, приготовленные по различным рецептам. Они разделены на несколько основных категорий.

Оловянно-медные и серебряно-медные. Это – достаточно простые в применении низкотемпературные припои.
Медно-фосфорные. Эти высокотемпературные припои удобны тем, что при необходимости могут использоваться без флюсов. Но при низких температурах его механические свойства ухудшаются и, как следствие, падает прочность соединительного шва.
Медно-серебряно-цинковые. Они также обладают высокой тугоплавкостью. Среди их достоинств – хорошая пластичность и высокая коррозионная стойкость.
Высокотемпературные серебряные припои обладают хорошими механическими свойствами, однако, для их применения обязательно необходим флюс. Важным недостатком является и высокая стоимость материала.

При обилии предложений на рынке, изготовление припоя своими руками не слишком оправдано.

Для изготовления водопроводов и изделий, контактирующих с пищей, использовать составы, содержащие свинец, недопустимо. Причина очевидна – свинец ядовит. Отдельной проблемой является пайка нержавейки с медью. Но и она решается правильным выбором припоя и флюса.