Нікель є одним з найважливіших промислових металів. Чистий нікель має високу межу міцності (σв = 40 ÷ 50 кгс / мм 2) і пластичність (б = 50%), має високу хімічну стійкість.
Сплави на основі нікелю характеризуються високим електричним опором корозійну стійкість, а також підвищеної жароміцністю і жаростійкістю.
На чистому нікелі при нагріванні утворюється тільки один оксид NiО, при легуванні нікелю хромом, алюмінієм, титаном і іншими металами утворюється комплекс оксидів відповідних металів.
Електрохімічні нікелеві сплави типу монель і константан, що представляють собою сплави нікелю з міддю і залізом, мають на своїй поверхні хімічно стійку окисну плівку, яка легко відновлюється в газових середовищах, видаляється флюсування і при високотемпературної пайку у вакуумі розкладається на кисень і метал.
Тому пайка цих сплавів не викликає ускладнень. При пайку можна застосовувати припої, флюси і газові середовища, рекомендовані для сталей і міді. Для пайки нікелевих сплавів потрібне застосування спеціальних флюсів, оскільки поверхня сплавів, наприклад нікелю з хромом (ніхроми), покрита досить стійкою окисною плівкою, що містить оксиди хрому.
У разі легування ніхромов алюмінієм і титаном хімічна стійкість окисної плівки зростає, що тягне за собою ряд труднощів при пайку. Пайка жароміцних сплавів на основі нікелю в відновлювальних газових середовищах вимагає ретельної їх очищення від залишків кисню за допомогою платинового або дунітовой каталізатора, а також додаткового осушення до точки роси (-70 ° С).
При пайку жароміцних сплавів на основі нікелю в вакуумі або нейтральних газових середовищах останні необхідно ретельно осушувати за допомогою цеоліту, перекису барію або фосфорного ангідриду. Перед паянням ніхроми потрібно покривати шаром нікелю або міді товщиною 15 мкм, який забезпечує хороше змочування паяються поверхонь в вакуумі і нейтральних середовищах без застосування флюсу.
Для конструкцій з нікелевих сплавів, що працюють при температурі 350- 500 ° С, застосовують срібні припої.
Наприклад, для пайки сплаву ХН78Т і ХН77ТЮР рекомендуються припої:
1) 61% Ag; 28,5% Сі; 10,5% Zn (температура плавлення 720-746 ° С);
2) 85% Ag; 15% Мп (температура плавлення 970-980 ° С).
Нікелеві сплави типу ніхром і монель схильні до охрупчіванію в контакті з рідкими припоями, особливо що містять срібло, кадмій, цинк. Для запобігання крихкому руйнуванню пайку цих сплавів виробляють в відпаленого стані і при відсутності внутрішніх і зовнішніх напруг, що розтягують.
Для роботи нікелевих виробів при більш високій температурі пайку їх виробляють припоями системи Ag - Pd - Mn, Pd - Ni, Pd - Ni - Cr і ін.
Нікель і його сплави практично не піддаються розчиненню припоями системи Ni - Мп - Cr, Pd - Ni, Ni - Pd - Ag, Pd - Ni - Cr при пайку до температури 1150-1250 ° С.
Пайка жароміцних нікелевих сплавів паладієвих припоями може бути здійснена в вакуумі або в аргоні. Пайку припоями Ni - Мп - Сr зазвичай здійснюють в атмосфері аргону, в сумішах Аr + BF3 або Ar + HF.
Для кислотостойких і жароміцних паяних з'єднань застосовують припої на нікельхромовие основі, леговані марганцем, бором, фосфором або кремнієм для зниження температури плавлення. При цьому припої, леговані марганцем, дають більш пластичні з'єднання в порівнянні з ніхромового припоями типу Кольманом, легованими бором і кремнієм.
Межа міцності на зріз з'єднань сплаву інконель, паяного припоєм Сг-В, 28,8 кгс / мм 2. припоєм Ni - Р -9,1 кгс / мм 2. припоєм Ag - Pd - Mn - 22,2 кгс / мм 2.
При пайку ніхромов жароміцними припоями з місцевим нагріванням рекомендується застосовувати флюси № 200 і 201, а при пайку срібними припоями - флюси № 209 і 284.
Срібні та мідні припої для пайки жароміцних нікелевих сплавів застосовують рідко через низьку жароміцності і корозійної стійкості. Крім того, при пайку нікелю міддю паяемий метал значно розчиняється в припої.
Тому необхідні сувора дозування припою і чіткий контроль температури пайки.
Для пайки високонікелевих сплавів не слід застосовувати припої, які містять в своєму складі фосфор, алюміній і магній, які утворюють на межі поділу припою і основного металу тендітні інтерметаллідним фази.
При пайку нікелю і його сплавів необхідно стежити за тим, щоб застосовувані газові середовища не містили сполук сірки. При взаємодії сірки з нікелем утворюється легкоплавка евтектика, яка проникає по межах зерен і викликає охрупчивание металу.
При пайку нікелевих сплавів припоями, легованими берилієм і особливо бором, основний метал активно розчиняється в припої, тому необхідно суворо дотримуватися режиму пайки. Процес пайки слід вести з високими швидкостями і без перегрівів.
Помітного локального розчинення піддаються нікелеві сплави при пайку їх припоями, що містять кремній, особливо при температурі вище 1200 ° С, що призводить також до зниження розтікання припою.
Пайка нихрома, сплаву інконель, а також нікелевих сплавів, що містять алюміній і титан, вимагає досить активних флюсів. При застосуванні боридних флюсів при пічної пайку через утворення легкоплавку боридних евтектики Ni - В можлива ерозія основного металу.
Тому пайку в печах нікелю і його сплавів проводять в атмосфері водню з точкою роси - 40 ÷ 70 ° С. Сплави, леговані алюмінієм і титаном, паяють в вакуумі, в сумішах нейтральних газів з газовими флюсами BF3 або NH4 Ci.