Припой ВПр3

Припой ВПр3 — высокотемпературный припой на никелевой основе, разработанный для пайки деталей из коррозионностойких сталей и жаропрочных сплавов. Материал обеспечивает работоспособность паяных соединений в агрессивных средах, включая морскую воду. Относится к серии припоев ВПр, созданных для нужд авиационной и машиностроительной промышленности.

Химический состав припоя ВПр3

Припой ВПр3 представляет собой многокомпонентный сплав на никелевой основе, легированный медью, хромом, кобальтом и кремнием. Высокое содержание кремния (депрессант температуры плавления) обуславливает хрупкость материала в твёрдом состоянии, что определяет формы его выпуска — преимущественно порошок и литые прутки.

Кремний в составе припоя выполняет роль депрессанта — снижает температуру плавления системы Ni–Cu–Cr и способствует самофлюсованию при пайке, т.е. растворению оксидных плёнок на поверхности паяемых деталей. Хром и кобальт повышают жаростойкость и коррозионную стойкость паяного шва. Медь улучшает смачивающую способность расплава.

Физические свойства ВПр3

Температура плавления и плотность

Узкий интервал кристаллизации (всего 10 °C) свидетельствует о близком к эвтектическому составе сплава. Это обеспечивает хорошую жидкотекучесть расплава и равномерное заполнение капиллярных зазоров при пайке, минимизирует склонность к ликвационной пористости.

Коэффициент линейного термического расширения (КЛТР)

Значения α·10⁶, 1/°C, в зависимости от температурного интервала:

При выборе припоя для конкретного узла важно учитывать совместимость КЛТР припоя и основного металла. Значительная разница в коэффициентах расширения может привести к остаточным термическим напряжениям и образованию трещин в паяном шве при охлаждении изделия.

Теплопроводность припоя ВПр3

Значения λ, Вт/(м·°C), при различных температурах:

Относительно невысокая теплопроводность (9,6–23,0 Вт/(м·°C)) характерна для многокомпонентных никелевых сплавов с высоким содержанием легирующих элементов. Эту особенность необходимо учитывать при выборе скорости нагрева и охлаждения в процессе пайки, чтобы обеспечить равномерный прогрев зоны соединения.

Механические свойства паяных соединений

Данные приведены для паяных соединений встык, выполненных на стали ЭИ654 (10Х11Н23Т3МР). Временное сопротивление (σ_в) при различных температурах испытания:

Паяное соединение на ВПр3 сохраняет высокую прочность в широком диапазоне температур — от минусовых до 500 °C снижение σ_в незначительно. Резкое падение прочности наблюдается при температурах выше 500 °C. При отрицательных температурах (−60 °C) прочность соединения даже возрастает, что свидетельствует о хладостойкости паяного шва.

Технология пайки припоем ВПр3

Формы поставки

Ввиду хрупкости сплава (обусловлена высоким содержанием кремния) припой ВПр3 выпускается в следующих формах:

Приготовление припойной пасты

Паста на основе ВПр3 готовится путём смешивания порошка припоя, предварительно просеянного через сито № 045, со связующим составом. Связующее: 10 % акриловой смолы и 90 % растворителя Р-5. Паста должна иметь однородную консистенцию, обеспечивающую удержание на вертикальных и наклонных поверхностях деталей до начала пайки.

Способы пайки

Пайка припоем ВПр3 может выполняться несколькими способами, выбор которых зависит от конструкции узла, серийности производства и требований к качеству соединения:

При вакуумной и аргоновой пайке кремний в составе припоя выступает в роли самофлюсующего компонента — он взаимодействует с оксидными плёнками на поверхности паяемых деталей и способствует их удалению. При пламенной пайке этого механизма недостаточно, поэтому применение флюсов (№ 200 или № 201) обязательно.

Паяемые материалы

Припой ВПр3 предназначен для пайки:

Требования безопасности при работе с ВПр3

При расплавлении припоя в воздух рабочей зоны выделяются аэрозоли и оксиды металлов. Предельно допустимые концентрации (ПДК) веществ, образующихся при пайке:

Все перечисленные вещества относятся ко 2 классу опасности (высокоопасные). Помещение для пайки должно быть оборудовано приточно-вытяжной вентиляцией. При работе с вакуумной печью необходимо соблюдать правила безопасности, установленные для вакуумного теплотехнического оборудования. Рабочие должны быть обеспечены средствами индивидуальной защиты органов дыхания.

Формы поставки припоя ВПр3

Припой ВПр3 поставляется в виде порошка различных фракций, литых прутков и готовых припойных паст. Конкретная форма поставки и необходимое количество определяются по согласованию с заказчиком. Упаковка обеспечивает защиту материала от увлажнения и загрязнения при транспортировке и хранении.