Припой ПОССу 5-1

Припой ПОССу 5-1 — оловянно-свинцовый сурьмянистый припой с самой высокой температурой полного расплавления среди всех марок серии ГОСТ 21930-76 и максимальной плотностью в этой группе. Применяется для пайки и лужения деталей, работающих при повышенных температурах, прежде всего в авиационном радиаторостроении.

Расшифровка марки и классификация по ГОСТ 21930-76

Буквы «ПОС» означают «Припой Оловянно-Свинцовый», «Су» — наличие сурьмы в качестве легирующей добавки. Цифры «5-1» указывают на номинальное содержание олова (~5%) и сурьмы (~1%).

По ГОСТ 21930-76 все оловянно-свинцовые припои разделены на три группы. ПОССу 5-1 относится к группе сурьмянистых (содержание Sb 0,5–1%), вместе с такими марками, как ПОСу 95-5, ПОССу 40-2, ПОССу 8-3, ПОССу 4-6. Малосурьмянистые марки (ПОССу 61-0,5, ПОССу 18-0,5 и др.) содержат не более 0,5% сурьмы — это отдельная группа.

Порядок условного обозначения при заказе чушек: Припой Ч ПОССу 5-1 ГОСТ 21930-76. Для изделий (проволоки, прутков) ссылка даётся на ГОСТ 21931-76, например: Припой Прв КР 2,0 ПОССу 5-1 ГОСТ 21931-76.

Химический состав ПОССу 5-1

Состав регламентирован таблицей ГОСТ 21930-76. Основа сплава — свинец. Олово и сурьма — функциональные легирующие компоненты. Остальные элементы являются примесями с нормируемым верхним пределом содержания.

Компонент	Содержание, %	Роль в сплаве
Pb (свинец)	Основа (~94%)	Матрица, определяет высокую плотность и температурный диапазон плавления
Sn (олово)	4,0–5,0	Улучшает смачиваемость, снижает температуру ликвидуса относительно чистого свинца
Sb (сурьма)	0,5–1,0	Упрочняет паяный шов, повышает твёрдость и сопротивление ползучести при нагреве

Допустимое содержание примесей (не более, %):

Cu	Bi	As	Fe	Ni	S	Zn	Al
0,08	0,2	0,02	0,02	0,08	0,02	0,002	0,002

Содержание железа, серы, никеля, цинка и алюминия в нормативах ГОСТ обеспечивается технологией изготовления и не является браковочным показателем при входном контроле. Мышьяк и сера специально ограничены, поскольку даже незначительное их превышение снижает пластичность паяного шва — относительное удлинение, ударную вязкость и стойкость к изгибным нагрузкам.

Физические и механические свойства

Свойство	Значение
Температура солидуса (начало плавления)	275 °C
Температура ликвидуса (полное расплавление)	308 °C
Интервал кристаллизации	33 °C
Плотность	11,2 г/см³
Твёрдость по Бринеллю	10,7 НВ

ПОССу 5-1 — рекордсмен по двум параметрам в серии ГОСТ 21930-76: наивысшая температура ликвидуса (308 °C) и наибольшая плотность (11,2 г/см³). Оба показателя — следствие высокого содержания свинца (~94%), плотность которого составляет 11,3 г/см³.

Интервал кристаллизации 33 °C (275–308 °C) — широкий. Это означает, что при охлаждении паяного шва между температурами солидуса и ликвидуса сплав находится в пластичном полутвёрдом состоянии. С технологической точки зрения: не допускается смещение или вибрация деталей в этом температурном диапазоне вплоть до полного затвердевания шва, иначе формируется рыхлая, непрочная структура («холодная спайка»).

Технологические особенности пайки

Рабочая температура паяльного инструмента или ванны должна превышать ликвидус не менее чем на 30–50 °C. Для ПОССу 5-1 это соответствует 340–360 °C. Массивные детали (толстостенные трубки, коллекторы радиаторов) предварительно прогревают: чтобы избежать отвода тепла от зоны пайки, разница между температурой детали и ликвидусом не должна превышать 10–15 °C в момент подачи припоя.

Подготовка поверхности критична: механическая зачистка и обезжиривание обязательны. Даже тонкий слой оксидов или загрязнений на медно-латунных деталях блокирует смачивание и приводит к непропаю. Для выбора флюса под данный температурный режим см. раздел флюсы паяльные и сварочные.

Допустимая эксплуатационная температура паяных соединений — до 260–265 °C. Эксплуатация выше этого предела недопустима: при приближении к солидусу механическая прочность шва резко падает из-за начала размягчения свинцовой матрицы.

Совместимые материалы

ПОССу 5-1 обеспечивает надёжное соединение с медью, латунью, бронзой, а также с предварительно луженой или оцинкованной сталью. Для пайки непосредственно по стали или чугуну без предварительного лужения данная марка не применяется.

Области применения ПОССу 5-1

Авиационные трубчатые радиаторы

Основная и исторически профильная область — пайка трубчатых радиаторов авиационной техники. Конструкция таких радиаторов предполагает пайку медных или латунных трубок в коллекторы: соединения должны сохранять герметичность и механическую прочность при рабочих температурах охлаждающей жидкости, значительно превышающих рабочий диапазон большинства ПОС-серии. Высокая температура ликвидуса ПОССу 5-1 (308 °C) является ключевым техническим требованием для этого применения.

Подшипники скольжения и детали с повышенной рабочей температурой

Марка используется для лужения вкладышей подшипников скольжения и пайки деталей из медных сплавов, работающих в условиях повышенного нагрева. Высокая плотность и твёрдость паяного шва обеспечивают удовлетворительную стойкость к механическому износу.

Общая пайка и лужение при повышенных температурах

Применяется там, где исключена эксплуатация при температурах, близких к солидусу более мягких марок ПОС. В частности: трубопроводные соединения из медных сплавов в системах с повышенными рабочими температурами, пайка деталей из луженой или оцинкованной стали.

Для сравнения с бессвинцовым оловянно-сурьмянистым припоем с иным профилем применения см. припой ПОССу 95-5.

Формы поставки

В соответствии с ГОСТ 21931-76 ПОССу 5-1 поставляется в следующих формах: чушки (ГОСТ 21930-76, масса одной чушки до 30 кг), прутки (круглое сечение, длина 400 мм, диаметр 7–10 мм), проволока (диаметр 0,5–6,0 мм), лента, фольга, гранулы, порошок. Трубка с канифолью выпускается по согласованию с потребителем.

Партия чушек транспортируется без упаковки транспортными пакетами или в контейнерах по ГОСТ 18477. На каждой чушке выбиваются: товарный знак изготовителя, обозначение марки («5-1» без буквенного префикса), номер плавки.

Нормативная документация

Производство и контроль качества ПОССу 5-1 регламентированы двумя межгосударственными стандартами: ГОСТ 21930-76 (припои в чушках) и ГОСТ 21931-76 (припои в изделиях — проволока, прутки, лента, порошок). Химический состав определяется по ГОСТ 1429.0–ГОСТ 1429.15. Физико-механические свойства приведены в Приложении 1 к ГОСТ 21930-76.