Припой ПОМ-1

Припой ПОМ-1 — бессвинцовый легкоплавкий оловянно-медный припой состава Sn99,3Cu0,7. Относится к группе низкотемпературных (мягких) припоев для капиллярной пайки. Основа сплава — олово (не менее 99 %); медь в количестве 0,45–0,9 % повышает прочность паяного шва и снижает растворение медного основного металла в расплаве. Марка ПОМ-1 не содержит свинца, кадмия и других токсичных компонентов, что допускает её применение в системах питьевого водоснабжения и пищевой промышленности.

Химический состав припоя ПОМ-1

Система легирования Sn–Cu с содержанием меди 0,7 % соответствует эвтектической точке бинарной диаграммы олово-медь. Благодаря этому сплав плавится при одной температуре, без двухфазного (кашеобразного) интервала. Суммарная массовая доля примесей не превышает 0,35 %. Содержание висмута строго ограничивается, поскольку этот элемент повышает хрупкость припоя при затвердевании.

Обозначение марки расшифровывается: П — припой, О — олово (основной элемент), М — медь. Цифра «1» — порядковый номер марки в группе оловянно-медных припоев. В международной системе обозначений этот состав записывается как Sn99.3Cu0.7.

Физико-механические свойства

Сплав Sn99,3Cu0,7 является эвтектическим — солидус и ликвидус совпадают. Это означает, что при нагреве припой переходит из твёрдого состояния непосредственно в жидкое, минуя двухфазную (кашеобразную) зону. Такое свойство обеспечивает стабильное формирование шва: паяное соединение не деформируется при затвердевании от случайных вибраций.

Прочностные характеристики ПОМ-1 уступают оловянно-свинцовым припоям серии ПОС и тем более среднеплавким серебряным и медно-фосфористым припоям. Поэтому данный сплав не предназначен для соединений, работающих под значительными механическими нагрузками. Его назначение — герметичные низконагруженные паяные соединения трубопроводных систем и аналогичных конструкций.

Нормативная база

Оловянно-медные припои для капиллярной пайки фитингов из меди и медных сплавов регламентирует действующий межгосударственный стандарт ГОСТ 31921-2012 «Припои для капиллярной пайки фитингов из меди и медных сплавов для соединения систем трубопроводов. Марки». Этот документ введён в действие с 1 января 2014 г. и заменил ранее действовавший ГОСТ Р 52955-2008. Стандарт соответствует европейскому EN 1254-1:1998 в части химического состава основных марок припоев.

Припои в форме проволоки, прутков, ленты и трубок с флюсовой набивкой дополнительно должны соответствовать требованиям ГОСТ 21931-76 «Припои оловянно-свинцовые в изделиях. Технические условия» в части размеров, допусков и качества поверхности полуфабрикатов (распространяется и на бессвинцовые марки серии ПОМ).

Формы поставки припоя ПОМ-1

Мы поставляем припой ПОМ-1 (Sn99,3Cu0,7) в следующих формах выпуска:

Проволока припойная

Наиболее востребованная форма для ручной и механизированной пайки. Типичные диаметры: 1,0; 1,5; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0 мм. Поставляется в катушках и бухтах. Проволока может быть сплошной или с флюсовым сердечником. Флюсовый сердечник упрощает процесс пайки, так как не требует отдельного нанесения флюса.

Пруток

Круглый пруток сечением 7–10 мм и длиной 400 мм. Применяется при пайке горелкой в полевых условиях и на монтажных площадках, где удобство подачи материала предпочтительнее точной дозировки.

Чушка (слиток)

Массивная форма выпуска (масса одной чушки 20–30 кг) для загрузки в паяльные ванны при механизированной и автоматизированной пайке, а также для дальнейшей переработки в проволоку и пруток.

Лента припойная

Плоский полуфабрикат для пайки соединений с большой площадью контакта. Используется при капиллярной пайке плоских деталей и фитингов нестандартной геометрии.

Гранулы и порошок

Применяются для приготовления паяльных паст при автоматизированной пайке методами дозирования. Паста на основе гранул ПОМ-1 используется в технологиях предварительного оплавления (reflow) и в механизированных линиях сборки.

Области применения припоя ПОМ-1

Главное назначение припоя ПОМ-1 — низкотемпературная (мягкая) капиллярная пайка фитингов и соединений из меди и медных сплавов для трубопроводных систем. Отсутствие свинца и кадмия в составе определяет пригодность для работы с питьевой водой.

Системы водоснабжения

Пайка фитингов и медных труб в системах холодного и питьевого водоснабжения — основная сфера применения. Бессвинцовый состав соответствует санитарно-гигиеническим требованиям, предъявляемым к трубопроводам, контактирующим с питьевой водой. Также применяется в трубопроводах горячего водоснабжения при рабочих температурах, не приближающихся к точке плавления припоя.

Системы отопления и охлаждения

Используется для пайки соединений в водяных системах отопления и контурах охлаждения. Следует учитывать, что температура плавления ПОМ-1 (227 °C) ограничивает применение в паровых системах с температурой пара, близкой к точке размягчения шва. Для паровых систем рекомендуется применять среднеплавкие (твёрдые) припои.

Газоснабжение и канализация

Применяется для капиллярной пайки медных трубопроводов газоснабжения низкого давления и канализационных систем, где не предъявляются повышенные требования к механической прочности паяного соединения.

Водоочистные сооружения

Нетоксичность припоя ПОМ-1 позволяет использовать его при монтаже и ремонте агрегатов, контактирующих с водой на различных стадиях очистки.

Пищевая промышленность

Лужение и пайка медных деталей оборудования, непосредственно контактирующего с пищевыми продуктами и средами. Отсутствие свинца и кадмия позволяет применять ПОМ-1 там, где предъявляются строгие гигиенические требования.

Особенности пайки припоем ПОМ-1

Подготовка поверхности

Перед пайкой соединяемые поверхности обезжиривают и зачищают от оксидной плёнки. На меди и медных сплавах оксидная плёнка относительно тонкая, однако её удаление критично для качественного смачивания. Зачистку выполняют абразивной шкуркой, специальными щётками или химическим травлением.

Применение флюсов

При пайке припоем ПОМ-1 необходимо использовать флюс, соответствующий конкретной задаче. Для трубопроводов питьевого водоснабжения следует применять нетоксичные водосмываемые флюсы, допущенные для контакта с пищевой водой. Для общепромышленных задач подходят активные канифольные и кислотные флюсы, обеспечивающие лучшее смачивание. После пайки остатки флюса необходимо удалить.

Температурный режим

Рабочая температура жала паяльника или пламени горелки при пайке припоем ПОМ-1 обычно составляет 260–350 °C — с запасом выше точки плавления сплава (227 °C). Перегрев нежелателен: при температурах выше 400 °C интенсифицируется рост интерметаллического слоя Cu₆Sn₅ на границе припой-медь, что может снизить долговечность соединения.

Для повышения пластичности заготовок (прутков, проволоки) перед подачей в зону пайки рекомендуется их предварительный подогрев до температуры не выше 100 °C. Это снижает усилие подачи и улучшает дозировку материала.

Капиллярный метод пайки фитингов

При монтаже медных трубопроводов используется капиллярный метод: припой, расплавляясь, самопроизвольно затягивается в зазор между трубой и фитингом под действием капиллярных сил. Зазор между наружной стенкой трубы и внутренней стенкой фитинга должен составлять 0,05–0,2 мм. Равномерный нагрев всего периметра соединения обеспечивает полное заполнение зазора и формирование герметичного шва.

Преимущества и ограничения

Преимущества бессвинцового оловянно-медного припоя

Припой ПОМ-1 объединяет ряд свойств, важных для трубопроводных систем: отсутствие токсичных компонентов (свинца, кадмия), эвтектический характер плавления без двухфазной зоны, хорошая коррозионная стойкость паяного шва и низкая стоимость по сравнению с серебросодержащими припоями. Медная добавка в составе замедляет процесс растворения медного основного металла в жидком олове (эрозию), что повышает надёжность соединения.

Ограничения припоя ПОМ-1

Прочность паяного шва, выполненного припоем ПОМ-1, ниже, чем у соединений на основе среднеплавких серебряных и медно-фосфористых припоев. Это ограничивает область применения нагруженными и высокотемпературными конструкциями. Не рекомендуется применять ПОМ-1 в системах парового отопления и в контурах с температурой теплоносителя выше 110–120 °C из-за риска размягчения и потери герметичности шва. Также следует учитывать, что при длительной эксплуатации вблизи предельных температур происходит утолщение интерметаллидного слоя Cu₆Sn₅, что может привести к охрупчиванию зоны соединения.

Сравнение ПОМ-1 с другими бессвинцовыми припоями

Линейка бессвинцовых оловянно-медных припоев включает несколько марок, различающихся содержанием меди и, как следствие, физико-механическими свойствами.

ПОМ-1, благодаря эвтектическому составу, обеспечивает лучшую текучесть расплава и более предсказуемое формирование шва. ПОМ-3 с повышенным содержанием меди формирует более прочное, но менее текучее соединение, что предпочтительнее в нагруженных конструкциях.

Хранение и транспортировка

Припой ПОМ-1 хранят в сухих закрытых складских помещениях при температуре от +5 до +35 °C, защищая от воздействия влаги, агрессивных сред и прямых солнечных лучей. Поверхность припоя должна быть блестящей, без следов окисления, посторонних включений и механических повреждений. При длительном хранении олово может претерпевать аллотропное превращение (так называемая «оловянная чума» — переход β-Sn → α-Sn при температурах ниже +13 °C), поэтому хранение при отрицательных температурах нежелательно.

Транспортировка осуществляется всеми видами крытого транспорта в соответствии с правилами перевозки грузов, действующими на данном виде транспорта. Каждая партия сопровождается документом о качестве (сертификатом), содержащим результаты химического анализа.