Припои, применяемые для пайки жаропрочных сплавов, должны обеспечивать необходимую жаропрочность и коррозионную стойкость. Так, в лопатках турбин реактивных двигателей, испытывающих значительные термические нагрузки, паяные соединения должны длительное время работать при температурах 850-900°С.
Трудности пайки жаропрочных сталей и сплавов обусловлены наличием на их поверхности прочных и плотных пленок, состоящих из окислов хрома, титана, алюминия и других элементов.
Эти окисные пленки обладают высокой термической и химической стойкостью. Для удаления окисной пленки с этих материалов применяют высокоактивные флюсы и -производят тщательную подготовку поверхности.
Подготовку к пайке соединяемых поверхностей производят наждачной бумагой, напильником, обезжиривают в парах органических растворителей, в горячих щелочных растворах или в электролитических ваннах.
Пайку жаропрочных сплавов, содержащих металлы с большим сродством к кислороду, например алюминий, титан, бор, рекомендуется производить в водородной среде с добавкой фторированной атмосферы.
В этом случае в герметичный контейнер под изделие предварительно помещают фтористый аммоний в количестве 1 г на 1000см3 объема контейнера. При нагреве фтористый аммоний разлагается на водород, азот и фтористый водород, при этом на поверхности деталей адсорбируются фториды, препятствующие окислению.
Флюсы, содержащие бориды и фтористые соли, плохо удаляют окислы хрома, поэтому они малопригодны для пайки жаропрочных сталей и сплавов. Более приемлемы флюсы, в состав которых входят тетраборат и фториды.
В качестве защитной атмосферы применяют сухие и очень чистые нейтральные газы (аргон, гелий, водород, водород в сочетании с парами галлоидных солей хрома или марганца, фторированную атмосферу).
Пайку в этом случае производят в специальной камере. Под изделие помещают хлористые или фтористые соли хрома, марганца или других металлов.
В верхней части камеры располагают гранулированный или порошкообразный хром, никель, марганец, железо, которые служат для регенерации паров металла в атмосфере. При нагреве соли выделяют соответствующие пары, которые препятствуют окислению паяемого металла и способствуют растеканию припоя.
Для высокотемпературной пайки жаропрочных сталей применяют серебряные припои. Припои с содержанием ≥72% Ag применяют для пайки сталей в вакууме или инертных средах по предварительно нанесенному барьерному слою никеля или меди.
Припоями с меньшим содержанием серебра паяют стали без покрытий с помощью т. в. ч. или газопламенного нагрева с флюсами № 209 или 284.
Медь в качестве припоя для жаропрочных сталей применяют редко из-за сильной ее диффузии в сталь и плохой растекаемости.
При пайке медью жаропрочных сплавов с большим содержанием никеля (сплавы типа ХН78Т) в печах медь в расплавленном состоянии активно взаимодействует с основным металлом, образуя более тугоплавкий, чем медь, сплав, который при температуре пайки плохо растекается по меди и не затекает в зазор.
Применение припоев Л63, ЛОК 82-04-06 для пайки жаропрочных сплавов ограничено ввиду проникновения их по границам зерен и образования трещин в основном металле.
К медным припоям, обеспечивающим высокое качество паяных соединений, относят припои марок ВПр1, ВПр2 и ВПр4. Пайку этими припоями осуществляют всеми способами нагрева с использованием флюсов № 200 или 201.
Пайку припоем ВПр1 можно производить при температуре 1180°С в среде аргона, гелия, аргон + трехфтористый бор или в вакууме без флюса, при этом обеспечивается высокая жаропрочность соединений до температуры 600° С.
Припой ВПр4 является самофлюсующим ввиду присутствия в нем добавок натрия, лития, калия и фосфора. Припой ВПр4 может применяться при пайке жаропрочных сплавов в среде газообразных флюсов: аргон с фтористым водородом или аргон с трехфтористым бором при температуре 1050° С.
Пайку сплава ХН77ТЮР припоем ВПр4 при быстром нагревании т. в. ч. или электросопротивлением можно производить без флюса.
Припои на основе серебра, меди или марганца не могут обеспечить кратковременной жаропрочности соединений, работающих при температурах 700-1000°С.
Не обеспечивают они достаточной жаропрочности и при длительном их нагружении.
Так, например, соединения из сплавов Х20Н80Т, паянные при температуре 1050°С припоем на основе меди с содержанием 20% Мп и 19% Ni, имеют кратковременный предел прочности: при 500° С σв = 27 кгс/мм2, а при 750° С σв = 8 кгс/мм2. При температурах 800-900°С эти припои практически неработоспособны.