Припой ПЦАМКд-45

Припой ПЦАМКд-45 — цинковый твёрдый бессвинцовый припой системы Zn–Cd–Al–Cu, предназначенный для пайки алюминия и его сплавов. Аббревиатура расшифровывается: П — припой, Ц — цинк, А — алюминий, М — медь, Кд — кадмий; число 45 указывает на номинальное содержание цинка. Материал относится к группе цинково-кадмиевых припоев и обеспечивает паяные соединения с повышенной коррозионной стойкостью по сравнению с оловянно-свинцовыми составами.

Химический состав припоя ПЦАМКд-45

В международной нотации состав записывается как Zn45Cd31.5Al13.5Cu10. Номинальное содержание компонентов по массе:

Компонент	Обозначение	Содержание, %
Цинк	Zn	45
Кадмий	Cd	31,5
Алюминий	Al	13,5
Медь	Cu	10

Цинковая основа обеспечивает хорошую взаимную растворимость с алюминием, что критически важно для формирования прочного паяного соединения. Кадмий понижает температуру плавления системы и улучшает жидкотекучесть расплава. Алюминий и медь повышают прочность шва и его коррозионную стойкость. Совместное легирование алюминием и медью цинковых припоев уменьшает их эрозионное воздействие на паяемый алюминиевый сплав.

ПЦАМКд-45 входит в семейство припоев ПЦАМКд с различным содержанием цинка: ПЦАМКд-40 (с 40 % цинка) и ПЦАМКд-33 (с 33 % цинка). Чем выше содержание цинка в припое, тем ближе электрохимический потенциал шва к потенциалу алюминия, что снижает риск контактной коррозии в паяном соединении.

Физические и механические свойства ПЦАМКд-45

Плотность припоя ПЦАМКд-45 составляет 7,19 г/см³. Это значение соответствует расчётной плотности по правилу аддитивности, исходя из плотностей компонентов (Zn — 7,13; Cd — 8,65; Al — 2,70; Cu — 8,96 г/см³).

Температурные характеристики

Припой ПЦАМКд-45 характеризуется узким интервалом кристаллизации:

Параметр	Значение
Температура солидуса	320 °С
Температура ликвидуса	340 °С
Интервал кристаллизации	20 °С

Узкий кристаллизационный интервал — технологическое преимущество. При затвердевании припой быстро переходит из жидкого состояния в твёрдое, что снижает вероятность образования пористости и горячих трещин в шве. По этой характеристике ПЦАМКд-45 сопоставим с околоэвтектическими припоями.

Прочностные характеристики паяного соединения

Показатель	Значение
Временное сопротивление разрыву соединения	50 МПа
Относительное удлинение	3,5 %
Коррозионная стойкость шва	повышенная
Максимальная рабочая температура изделия	до 300 °С

Ограничение рабочей температуры 300 °С обусловлено близостью к температуре солидуса (320 °С). При длительной эксплуатации вблизи этого порога возможна диффузионная деградация паяного шва.

Повышенная коррозионная стойкость обеспечивается высоким содержанием цинка и алюминия — элементов, электрохимически близких к основному паяемому металлу. Соединения, паянные цинковыми припоями с алюминием и медью, устойчивее к коррозии, чем паянные оловянно-свинцовыми или кадмиевыми составами без цинка.

Флюс для пайки припоем ПЦАМКд-45

Пайка припоем ПЦАМКд-45 выполняется с применением композитного флюса Ф59А. Этот флюс разработан специально для пайки алюминия и его сплавов при умеренных температурах. В состав Ф59А входят триэтаноламин и фторбораты аммония, цинка и кадмия. Рабочий температурный диапазон флюса — 150…320 °С.

Фторборатные компоненты флюса обеспечивают активное разрушение оксидной плёнки Al₂O₃ на поверхности алюминия, которая без флюса препятствует смачиванию и растеканию припоя. Триэтаноламин выполняет роль связующего и защитного агента, предотвращающего повторное окисление очищенной поверхности до момента растекания расплава.

Технология пайки припоем ПЦАМКд-45

Технологический процесс пайки включает несколько обязательных этапов:

Подготовка поверхности. Место соединения тщательно зачищают механическим способом (абразивная шкурка, металлическая щётка) до удаления оксидной плёнки и загрязнений. После зачистки поверхность обезжиривают (ацетон, бензин или иной растворитель). Интервал между обезжириванием и нанесением флюса должен быть минимальным — оксидная плёнка на алюминии восстанавливается за секунды.

Нанесение флюса. На зачищенные и обезжиренные поверхности наносят флюс Ф59А.

Предварительный подогрев. Пайка производится газовыми горелками. Детали предварительно прогревают при температуре 270…290 °С. Предварительный подогрев необходим для равномерного прогрева массивных деталей, снижения термических напряжений и активации флюса.

Внесение припоя и пайка. После достижения температуры предварительного подогрева подают припой и увеличивают нагрев до температуры его плавления (340 °С — ликвидус). Расплавленный припой должен равномерно растечься по зазору между соединяемыми деталями.

Удаление остатков флюса. После завершения пайки и охлаждения соединения остатки флюса удаляют промывкой тёплой водой и механической обработкой. Неудалённые остатки фторборатного флюса вызывают коррозию паяного соединения.

Область применения припоя ПЦАМКд-45

Припой ПЦАМКд-45 используют преимущественно для соединения элементов из алюминия и алюминиевых сплавов. Основные области промышленного применения:

— электротехнические изделия (контактные и токоведущие соединения из алюминия);
— химическая аппаратура (узлы, работающие в умеренно агрессивных средах);
— приборостроение;
— промышленное оборудование;
— трубопроводы с температурой эксплуатации до 300 °С.

Цинково-кадмиевые припои с алюминием и медью подходят для соединения алюминия с медью и медными сплавами, а также для пайки алюминия со сталью в отдельных случаях. Подробнее о выборе припоев для работы с алюминием — в разделе припой для алюминия.

Требования безопасности

Припой ПЦАМКд-45 содержит 31,5 % кадмия. Кадмий и его соединения токсичны. При нагреве и плавлении припоя образуются пары и аэрозоли кадмия, которые представляют опасность для органов дыхания и здоровья в целом.

При работе с припоем ПЦАМКд-45 необходимо соблюдать следующие меры безопасности:

— пайку проводить в помещениях с приточно-вытяжной вентиляцией или под местным отсосом;
— использовать средства индивидуальной защиты органов дыхания (респиратор);
— не допускать приёма пищи и курения на рабочем месте;
— после работы тщательно мыть руки;
— хранение и утилизация отходов — в соответствии с требованиями к материалам, содержащим кадмий.

В ряде отраслей применение кадмийсодержащих припоев ограничено или запрещено экологическими нормативами. При выборе припоя следует учитывать требования конкретного производства и действующего законодательства.

Формы поставки

Припой ПЦАМКд-45 поставляется в виде прутков, проволоки и лент. Конкретная форма, сечение и длина определяются потребностями заказчика и согласовываются при оформлении поставки.