擴(kuò)散焊接

擴(kuò)散焊接不會(huì)引起零件的宏觀(guān)變形、熔化或零件的相對(duì)移動(dòng)。在2 個(gè)配合表面之間可用或不用擴(kuò)散輔助材料(即中間層材料) ，主要有以下幾個(gè)特點(diǎn):

(1) 可直接連接同種金屬和非金屬，并形成固態(tài)連接接頭。連接同種金屬時(shí)，可獲得與基體金屬相同或接近的接頭強(qiáng)度。特別適合通常用熔焊易產(chǎn)生裂紋的材料(如Ni 基高溫合金和硬Al 等)的連接；

(2) 可有效連接異類(lèi)材料，例如Cu 與Al 、Al 與不銹鋼、陶瓷與可伐合金、石墨與耐熱鋼、B/Al 復(fù)合材料與Ti 合金等。特別適用于零件厚度相差大的異種鑄鐵件、鍛件、粉末冶金件之間的連接。在擴(kuò)散焊接技術(shù)研究與實(shí)際應(yīng)用中，有70 %涉及到異種材料的連接；

(3) 可用于需要大面積結(jié)合的零部件、層疊構(gòu)件、中空型構(gòu)件、多孔性或具有復(fù)雜內(nèi)部通道的構(gòu)件(如渦輪葉片和射流元件等) 、封閉型內(nèi)部結(jié)合件(如蜂窩壁板) 以及其它焊接方法可行性差的零部件的制造；

(4) 擴(kuò)散焊接為整體加熱，構(gòu)件變形小，尺寸精度高；

(5) 無(wú)環(huán)境污染，易于自動(dòng)化。

近幾年來(lái)，隨著Ti 合金、Al 合金、Ni 基高溫合金、不銹鋼、金屬間化合物、金屬基復(fù)合材料和陶瓷等材料的超塑性相繼發(fā)現(xiàn)，以及超塑成形/ 擴(kuò)散連接(SPF/ DB) 組合工藝的發(fā)展及推廣應(yīng)用，大大拓寬了擴(kuò)散焊接應(yīng)用范圍?，F(xiàn)在擴(kuò)散焊接已成為T(mén)i 合金、Al 合金、Ni 基高溫合金等超塑性材料獲得近無(wú)余量構(gòu)件最有前途的連接方法，在減輕航空航天構(gòu)件質(zhì)量和降低制造成本方面顯示了巨大潛力，被認(rèn)為是21 世紀(jì)航空航天大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)件高效率比制造技術(shù)的重要組成，目前國(guó)內(nèi)外正在進(jìn)行更深入的研究 。

擴(kuò)散焊接異種金屬

焊接異種金屬的方法很多，主要有熔焊、固相壓力焊、熔焊- 釬焊及液相過(guò)渡焊等，這些方法均有各自的優(yōu)勢(shì)和局限性。而擴(kuò)散焊在焊接異種金屬方面，與其它方法相比，具有許多優(yōu)點(diǎn)。除整體變形小以外，還表現(xiàn)在:

(1) 焊接接頭的質(zhì)量好，接頭的顯微組織和性能與基體金屬接近或相同，焊縫中沒(méi)有熔化缺陷，也不存在具有過(guò)熱組織的熱影響區(qū)；

(2) 可焊接其它方法難以焊接的材料，不論是塑性差或熔點(diǎn)高的同種材料，還是相互不溶解或熔焊時(shí)會(huì)產(chǎn)生金屬間化合物的異種金屬材料，都能得到較牢固的焊接接頭；

(3) 擴(kuò)散焊接的主要工藝參數(shù)(溫度、壓力、時(shí)間) 容易控制，操作過(guò)程簡(jiǎn)單；

(4) 焊接接頭成分是2 種基體金屬的中間過(guò)渡成分，其密度介于基體金屬之間，因而不會(huì)造成接頭處密度值的突降。

異種金屬擴(kuò)散焊接復(fù)合構(gòu)件在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛，如先進(jìn)飛機(jī)上AISI4340 與In2conel718 合金連接的渦輪轉(zhuǎn)子、高性能液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推力室Cu 合金、Nb 合金與耐熱鋼的連接，航天飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)裝置上Ti 合金與不銹鋼的連接等都采用了擴(kuò)散焊接技術(shù)。

對(duì)于鈦- 鋼異種金屬?gòu)?fù)合結(jié)構(gòu)，由于鈦與不銹鋼基體鐵的晶格類(lèi)型不同，原子半徑相差較大，相互溶解度極小，在焊縫中形成大量的金屬間化合物TiFe 和TiFe2 ，從而使焊縫變脆。鈦是強(qiáng)碳化物形成元素，與鋼中的碳形成脆性的TiC ，進(jìn)一步增加了焊縫的脆性。又由于二者的線(xiàn)膨脹系數(shù)相差較大，在焊縫加熱和冷卻過(guò)程中變形量不同，在焊接接頭中形成較大的內(nèi)應(yīng)力。由此，必然在焊縫中形成裂紋。因此，采用擴(kuò)散焊接方法連接鈦與不銹鋼較為適宜。孫榮祿等人對(duì)其的擴(kuò)散焊接進(jìn)行了研究，結(jié)果表明:

(1) 鈦合金TC4 與不銹鋼1Cr18Ni9Ti 直接擴(kuò)散焊時(shí)，由于母材組元的相互擴(kuò)散，在結(jié)合面附近形成了金屬間化合物層而導(dǎo)致接頭脆斷；

(2) 采用釩 銅作過(guò)渡金屬，可獲得鈦合金與不銹鋼的牢固連接。最佳規(guī)范參數(shù)為:焊接溫度(T) 為900～950 ℃，焊接比壓力( P)為5～10MPa ，焊接時(shí)間(t) 為20～30min ；

(3) 鈦合金- 釩- 銅- 不銹鋼接頭的性能與軟質(zhì)夾層銅的厚度有關(guān)。當(dāng)銅的厚度為0. 02mm ，接頭的強(qiáng)度可達(dá)540MPa 左右。

由上可知，在異種材料擴(kuò)散連接的接頭中，當(dāng)界面上有脆性的金屬間化合物產(chǎn)生時(shí)，接頭往往表現(xiàn)出較差的力學(xué)性能。因此，研究并建立接頭界面區(qū)金屬間化合物相的生成和成長(zhǎng)行為的數(shù)學(xué)模型對(duì)擴(kuò)散連接過(guò)程控制有非常重要的理論及現(xiàn)實(shí)意義。何鵬等人根據(jù)擴(kuò)散理論，指出界面處生成相的動(dòng)力學(xué)驅(qū)動(dòng)力取決于擴(kuò)散偶中組元自身的特性，生成相的組元及比例應(yīng)按原子擴(kuò)散通量比優(yōu)先生成。作者從動(dòng)力學(xué)及熱力學(xué)角度出發(fā)，提出了多組元擴(kuò)散偶界面處的金屬間化合物生成相原則:通量- 能量原則。如鈦/ 鎳/ 鋼擴(kuò)散焊接頭，鈦/ 鎳界面處金屬間化合物相的生成規(guī)律為Ni/ TiNi3/ TiNi/ Ti2Ni/ Ti 。

目前，異種金屬焊接的主要困難是在接頭中易于形成脆性化合物。從研究現(xiàn)狀來(lái)看，主要是采用過(guò)渡金屬作隔離層，但這給實(shí)際生產(chǎn)帶來(lái)很大困難。今后的主要任務(wù)是研究焊縫中金屬間化合物的形成規(guī)律，以提高異種金屬接頭性能 。

擴(kuò)散焊接陶瓷金屬

1.陶瓷/ 金屬焊接的主要困難

在先進(jìn)的制造業(yè)中，陶瓷/ 金屬連接構(gòu)成的復(fù)合構(gòu)件可以獲得金屬、陶瓷性能互補(bǔ)的優(yōu)勢(shì)，滿(mǎn)足現(xiàn)代工程的需要。例如由陶瓷和金屬組成的渦輪軸(原來(lái)由鎳基耐熱合金制造) 可減少慣性34 % ，加速響應(yīng)時(shí)間縮小36 %。在這些構(gòu)件中，金屬和陶瓷的可靠連接變得非常重要，接頭的機(jī)械性能及其高溫強(qiáng)度也成為急待解決的技術(shù)關(guān)鍵。

陶瓷是金屬與非金屬元素的固體化合物，它與金屬有相似之處，也有晶粒聚集體、晶粒和晶界。但它與金屬有本質(zhì)上的不同，它不含有大量自由電子，而是以離子鍵、共價(jià)鍵或二者的混合鍵結(jié)合在一起，穩(wěn)定性很高。陶瓷的相組成比金屬要復(fù)雜得多，其顯微組織有晶體相、玻璃相和氣相，所以其性能與金屬不同，故在陶瓷與金屬的焊接上存在以下困難:

(1) 它們的結(jié)晶結(jié)構(gòu)不同，導(dǎo)致熔點(diǎn)極不相同；

(2) 陶瓷晶體的強(qiáng)大鍵能使元素?cái)U(kuò)散極困難；

(3) 它們的熱膨脹系數(shù)相差懸殊，導(dǎo)致接頭產(chǎn)生很大熱應(yīng)力，會(huì)在陶瓷側(cè)產(chǎn)生裂紋;

(4) 結(jié)合面產(chǎn)生脆性相、玻璃相會(huì)使陶瓷性能減弱。

2.陶瓷/ 金屬的擴(kuò)散焊接現(xiàn)狀

擴(kuò)散焊接適用于各種陶瓷與各種金屬的連接。其顯著特點(diǎn)是接頭質(zhì)量穩(wěn)定，連接強(qiáng)度高，接頭高溫性能和耐腐蝕性能好。因此，對(duì)于高溫和耐蝕條件下的應(yīng)用來(lái)講，擴(kuò)散焊接是陶瓷與金屬連接最適宜的方法。

P. Hussain 等對(duì)Sialon 陶瓷與鐵素體和奧氏體不銹鋼進(jìn)行直接擴(kuò)散焊接。由于材料之間的相互反應(yīng)和擴(kuò)散，測(cè)試分析表明:Sialon 與鐵素體鋼之間形成了韌性很好的界面，從而緩和了Sialon與鐵素體鋼之間的熱性能不匹配。而Sialon 陶瓷與奧氏體不銹鋼之間沒(méi)有形成韌性層，因而Sialon與鐵素體不銹鋼的連接比奧氏體不銹鋼成功得多。

在陶瓷與金屬的擴(kuò)散焊接中，為緩解因陶瓷與金屬的熱膨脹系數(shù)不同而引起的殘余應(yīng)力以及控制界面反應(yīng)，抑制或改變界面反應(yīng)產(chǎn)物以提高接頭性能，常采用中間層:

(1) 為緩解接頭的殘余應(yīng)力，中間層可采用單一的軟金屬，也可采用多層金屬。軟金屬中間層有Ni ，Cu 及Al 等，它們的塑性好，屈服強(qiáng)度低，能通過(guò)塑性變形和蠕變變形來(lái)緩解接頭的殘余應(yīng)力；

(2) 從控制界面反應(yīng)出發(fā)，可以選擇活性金屬中間層，也可以采用粘附性金屬中間層?；钚越饘僦虚g層有V ， Ti ，Nb ， Zr ，Hf ，Cu - Ti 及Ni2Cr 等，它們能與陶瓷相互作用，形成反應(yīng)產(chǎn)物，并通過(guò)生成的反應(yīng)產(chǎn)物使陶瓷與被連接金屬牢固地連接在一起。粘附性金屬中間層有Fe ，Ni 和Fe - Ni 等，它們與某些陶瓷不起反應(yīng)，但可與陶瓷組元相互擴(kuò)散形成擴(kuò)散層。

研究發(fā)現(xiàn)，將粘附性金屬與活性金屬組合運(yùn)用，所取得的效果更好。劉偉平等人研究了加Nb 膜中間層對(duì)Cu/ Al2O3 界面接合強(qiáng)度的影響，結(jié)果表明:Nb 膜中間層的加入，顯著提高了Cu/ Al2O3 擴(kuò)散焊接頭的斷裂能量。在此基礎(chǔ)上，作者還以單晶α- Al2O3 陶瓷和單晶Cu 為母材，研究了Cu/Al2O3 擴(kuò)散焊接頭以及帶Nb 膜中間層的Cu/ Nb/Al2O3 擴(kuò)散焊接頭界面晶體位向關(guān)系對(duì)接頭斷裂能量的影響。同樣，采用金屬Nb (箔片) 做中間緩沖層，對(duì)SiC 陶瓷和SUS304 不銹鋼也進(jìn)行了擴(kuò)散焊接，接頭強(qiáng)度穩(wěn)定在100MPa 以上。

近年來(lái)，采用功能梯度材料作中間層焊接陶瓷/ 金屬，焊接接頭性能得到更大程度的改善。此外，為改進(jìn)陶瓷的焊接性，預(yù)先對(duì)陶瓷表面進(jìn)行金屬化，再擴(kuò)散焊接陶瓷與金屬，接頭強(qiáng)度也大大提高，如AlN 與Cu 和FeNi42 的連接。Dr.2Ing.Ulrich Draugelates 等人認(rèn)為，如果陶瓷表面不經(jīng)任何處理，陶瓷/ 金屬焊接接頭在冷卻過(guò)程中，陶瓷周?chē)鷮a(chǎn)生應(yīng)力極大值。為了減少殘余應(yīng)力和提高接頭強(qiáng)度，可對(duì)陶瓷表面預(yù)先進(jìn)行宏觀(guān)幾何學(xué)處理(a modified macrogeometry) ，殘余應(yīng)力將位于被金屬填充的被連接陶瓷表面的凹槽中，連接區(qū)的周?chē)蜎](méi)有應(yīng)力集中。有限元方法模擬表明:陶瓷被連接表面的不同的幾何形狀對(duì)緩解殘余應(yīng)力的貢獻(xiàn)并沒(méi)有明顯不同。

陶瓷/ 金屬?gòu)?fù)合構(gòu)件在航空航天領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，但由于影響陶瓷/ 金屬擴(kuò)散焊接的因素很多，諸如中間層的選擇、中間層厚度、被連接表面形狀等，都有可能影響擴(kuò)散焊接頭的質(zhì)量，這些問(wèn)題有待進(jìn)一步研究。

近年來(lái)隨著材料科學(xué)的發(fā)展，新材料不斷涌現(xiàn)，在生產(chǎn)應(yīng)用中，經(jīng)常遇到新材料本身或與其它材料的連接問(wèn)題。如陶瓷、金屬間化合物、非晶態(tài)材料及單晶合金等，用傳統(tǒng)的熔焊方法，很難實(shí)現(xiàn)可靠的連接。而一些特殊的高性能構(gòu)件的制造，往往需要把性能差別較大的異種材料，如金屬與陶瓷、鋁與鋼、鈦與鋼、金屬與玻璃等連接在一起，這用傳統(tǒng)的熔焊方法也難以實(shí)現(xiàn)。為了適應(yīng)這種要求，近年來(lái)作為固相焊接方法之一的擴(kuò)散焊接技術(shù)引起了人們的重視，成為焊接領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，正在飛速發(fā)展。這種技術(shù)已廣泛應(yīng)用于異種材料的焊接，其中，異種金屬，陶瓷/ 金屬異種材料焊接構(gòu)件在航空航天領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景 。

擴(kuò)散焊接是壓焊的一種，它是指在相互接觸的表面，在高溫壓力的作用下，被連接表面相互靠近，局部發(fā)生塑性變形，經(jīng)一定時(shí)間后結(jié)合層原子間相互擴(kuò)散而形成整體的可靠連接的過(guò)程。擴(kuò)散焊接過(guò)程大致可分為3 個(gè)階段，第1 階段為物理接觸階段，被連接表面在壓力和溫度作用下，總有一些點(diǎn)首先達(dá)到塑性變形，在持續(xù)壓力的作用下，接觸面積逐漸擴(kuò)大最終達(dá)到整個(gè)面的可靠接觸;第2 階段是接觸界面原子間的相互擴(kuò)散，形成牢固的結(jié)合層;第3 階段是在接觸部分形成的結(jié)合層，逐漸向體積方向發(fā)展，形成可靠連接接頭。

當(dāng)然，這3 個(gè)過(guò)程并不是截然分開(kāi)的，而是相互交叉進(jìn)行，最終在接頭連接區(qū)域由于擴(kuò)散、再結(jié)晶等過(guò)程形成固態(tài)冶金結(jié)合，它可以生成固溶體及共晶體，有時(shí)生成金屬間化合物，形成可靠連接。焊接參數(shù)的選擇就是要控制這些因素，最終得到綜合性能良好的接頭，不但考慮擴(kuò)散形成原子間的相互作用，同時(shí)應(yīng)考慮界面生成物的性質(zhì)。

擴(kuò)散焊接的參數(shù)主要有:溫度、壓力、時(shí)間、氣體介質(zhì)、表面狀態(tài)和中間層的選擇等。其中最主要的是溫度、壓力、時(shí)間。溫度影響被焊材料的屈服強(qiáng)度和原子的擴(kuò)散行為，對(duì)消除空隙起著決定性作用，擴(kuò)散溫度的經(jīng)驗(yàn)公式為T(mén) = (0. 6～0. 8) Tm ，其中Tm 為被焊零件材料中的最低熔點(diǎn)。

壓力僅在焊接的第1 階段中是必要條件，加壓的目的是使連接處微觀(guān)凸起部分產(chǎn)生塑性變形，使之達(dá)到緊密接觸狀態(tài)，并提供變形能為原子擴(kuò)散創(chuàng)造條件。所選壓力通常保持在稍低于所選溫度下的屈服應(yīng)力，一般為3～10MPa 。形成接頭所需保溫時(shí)間與接頭的組織和成分的均勻化密切相關(guān)，主要取決于連接材料的冶金特性及焊接時(shí)的溫度和壓力，一般需幾分鐘到幾個(gè)小時(shí)。

近幾年興起的放電等離子燒結(jié)技術(shù)( SparkPlasma Sintering ，簡(jiǎn)稱(chēng)SPS) ，具有低溫、快速、組織均勻的特點(diǎn)，已引起國(guó)外(尤其是日本) 材料科學(xué)與工程界的極大興趣。SPS 系統(tǒng)除成功地應(yīng)用于梯度功能材料(FGM) 、金屬基復(fù)合材料(MMC) 、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料( FRC) 、多孔材料、高致密度、細(xì)晶粒特種新材料的制備和硬質(zhì)合金的燒結(jié)外，在多層金屬粉末的同步焊接、金屬粉末的焊接以及固體- 粉末- 固體的焊接等方面也已有廣泛的應(yīng)用。日本的深谷保博等人采用SPS 技術(shù)擴(kuò)散焊接Al2O3 陶瓷和SUS304 不銹鋼， 有限元方法(FEM) 彈塑性分析表明:脈沖大電流加熱連接有助于緩和Al2O3 中的殘余應(yīng)力 。

擴(kuò)散焊接技術(shù)是一門(mén)邊緣科學(xué)，涉及材料、擴(kuò)散、相變、界面反應(yīng)、接頭應(yīng)力應(yīng)變等各種行為，工藝參數(shù)眾多，雖然已進(jìn)行了大量的試驗(yàn)研究，但卻對(duì)各種材料的連接機(jī)理尚未有明確的認(rèn)識(shí)，為此人們?cè)噲D借助計(jì)算技術(shù)，對(duì)接頭行為進(jìn)行數(shù)值模擬，以便找到共同規(guī)律，對(duì)擴(kuò)散連接過(guò)程及質(zhì)量進(jìn)行預(yù)測(cè)與實(shí)時(shí)控制對(duì)擴(kuò)散連接接頭行為的模擬，主要有3 個(gè)方面:

(1) 界面孔洞消失過(guò)程的機(jī)理模擬，即物理接觸行為的模擬；

(2) 接頭元素?cái)U(kuò)散與反應(yīng)層形成的模擬；

(3) 接頭變形及應(yīng)力行為的模擬。

1.界面孔洞消失過(guò)程的機(jī)理

界面孔洞消失過(guò)程即界面緊密接觸的過(guò)程是在塑性變形機(jī)理、粘性變形機(jī)理、界面擴(kuò)散機(jī)理及體積擴(kuò)散機(jī)理的共同作用下實(shí)現(xiàn)的。

從大類(lèi)又可分為以塑性流動(dòng)為主體的“變形機(jī)理”和以原子擴(kuò)散流束為主體的“擴(kuò)散機(jī)理”，其區(qū)別在于前者必伴有位錯(cuò)的滑移，后者則無(wú)需位錯(cuò)的滑移。

2.接頭元素?cái)U(kuò)散與反應(yīng)層形成的模擬

目前，接頭元素?cái)U(kuò)散與反應(yīng)層形成的模擬主要針對(duì)異種材料進(jìn)行。接頭元素?cái)U(kuò)散與反應(yīng)層形成機(jī)理是指原子在接頭界面處的傳輸、界面結(jié)構(gòu)的形成條件和形成過(guò)程，主要涉及反應(yīng)熱力學(xué)和反應(yīng)動(dòng)力學(xué)等內(nèi)容。對(duì)此進(jìn)行的研究，不但可以探明反應(yīng)進(jìn)行的可能性，而且可以確定反應(yīng)進(jìn)行的快慢程度，這對(duì)擴(kuò)散連接工藝的制定是非常有益的。合金元素的擴(kuò)散決定了材料間的原子擴(kuò)散距離以及接頭處的均勻化程度，哈爾濱工業(yè)大學(xué)的何鵬以費(fèi)克第二定律為基礎(chǔ)對(duì)此進(jìn)行了研究并建立了擴(kuò)散過(guò)程中的元素濃度分布模型。對(duì)于異種材料擴(kuò)散連接時(shí)金屬間化合物的形成機(jī)理，到目前為止還沒(méi)有一個(gè)理論能完全準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)和解釋?zhuān)皇怯幸粋€(gè)大家趨于一致的看法，即擴(kuò)散連接中金屬間化合物的形成和生長(zhǎng)過(guò)程的初始階段主要包括:接觸金屬以不同的速度進(jìn)行互擴(kuò)散，在晶體結(jié)構(gòu)缺陷周?chē)纬蛇^(guò)飽和固溶體，在含擴(kuò)散元素濃度高的缺陷區(qū)域形成新相晶核;金屬間化合物晶核沿接頭界面橫向生長(zhǎng)，長(zhǎng)大的金屬間化合物連成整體，并轉(zhuǎn)向正常的正向生長(zhǎng);當(dāng)生長(zhǎng)到一定厚度時(shí)開(kāi)始在其界面上形成第2 種金屬間化合物的晶核:第1 種金屬間化合物層進(jìn)一步長(zhǎng)大，第2 種金屬間化合物橫向生長(zhǎng)，連成整體。

3.接頭變形及應(yīng)力行為的模擬

擴(kuò)散連接接頭應(yīng)力模擬研究主要集中在陶瓷/ 金屬連接件中，常采用解析方法和有限元方法進(jìn)行分析計(jì)算，并以計(jì)算結(jié)果作為緩解措施的依據(jù)。

但是由于在對(duì)擴(kuò)散連接接頭的殘余應(yīng)力分析中，無(wú)論是解析法還是有限元法，幾乎都未考慮材料間擴(kuò)散過(guò)程中所形成的反應(yīng)層，而此反應(yīng)層是影響接頭殘余應(yīng)力及接頭性能的極其重要的因素，因而，其計(jì)算模型在很大程度上降低了分析結(jié)果的準(zhǔn)確性，有待開(kāi)展更加深入細(xì)致的研究工作 。

異種材料的擴(kuò)散焊接是一門(mén)綜合性技術(shù)，涉及范圍廣，學(xué)科交叉性強(qiáng)。盡管人們?cè)谶@方面進(jìn)行了大量的工作，也取得了顯著的成果，但在界面反應(yīng)的研究、殘余應(yīng)力分析、接頭性能評(píng)定及連接工藝等方面還有待深入研究 。2100433B

將焊件緊密貼合﹐在一定溫度和壓力下保持一段時(shí)間﹐使接觸面之間的原子相互擴(kuò)散形成聯(lián)接的焊接方法。影響擴(kuò)散焊過(guò)程和接頭質(zhì)量的主要因素是溫度﹑壓力﹑擴(kuò)散時(shí)間和表面粗糙度。焊接溫度越高﹐原子擴(kuò)散越快。焊接溫度一般為材料熔點(diǎn)的0.5～0.8倍。根據(jù)材料類(lèi)型和對(duì)接頭質(zhì)量的要求﹐擴(kuò)散焊可在真空﹑保護(hù)氣體或溶劑下進(jìn)行﹐其中以真空擴(kuò)散焊應(yīng)用最廣。為了加速焊接過(guò)程﹑降低對(duì)焊接表面粗糙度的要求或防止接頭中出現(xiàn)有害的組織﹐常在焊接表面間添加特定成分的中間夾層材料﹐其厚度在0.01毫米左右。擴(kuò)散焊接壓力較小﹐工件不產(chǎn)生宏觀(guān)塑性變形﹐適合焊后不再加工的精密零件。擴(kuò)散焊可與其他熱加工工藝聯(lián)合形成組合工藝﹐如熱耗-擴(kuò)散焊﹑粉末燒結(jié)-擴(kuò)散焊和超塑性成形-擴(kuò)散焊等。這些組合工藝不但能大大提高生產(chǎn)率﹐而且能解決單個(gè)工藝所不能解決的問(wèn)題。如超音速飛機(jī)上各種鈦合金構(gòu)件就是應(yīng)用超塑性成形-擴(kuò)散焊制成的。擴(kuò)散焊的接頭性能可與母材相同﹐特別適合於焊接異種金屬材料﹑石墨和陶瓷等非金屬材料﹑彌散強(qiáng)化的高溫合金﹑金屬基復(fù)合材料和多孔性燒結(jié)材料等。擴(kuò)散焊已廣泛用於反應(yīng)堆燃料元件﹑蜂窩結(jié)構(gòu)板﹑靜電加速管﹑各種葉片﹑葉輪﹑沖模﹑過(guò)濾管和電子元件等的制造。

參考書(shū)目

﹒Φ﹒卡札柯夫著﹐何康生﹑孫國(guó)俊譯﹕《材料的擴(kuò)散焊接》﹐國(guó)防工業(yè)出版社﹐北京﹐1982。

不銹鋼、高溫合金、鈦合金、銅合金、鋁合金的擴(kuò)散焊接成型。

(1)無(wú)中間層的擴(kuò)散焊。金屬的擴(kuò)散焊是靠被焊金屬接觸面的原子擴(kuò)散來(lái)完成的，主要用于同種材料的焊接，對(duì)不產(chǎn)生脆性中間金屬的異種材料也可用此法焊接。

(2)有中間層的擴(kuò)散焊。金屬的擴(kuò)散焊是靠中間層金屬的擴(kuò)散來(lái)完成的，可用于同種或異種金屬的焊接。異種金屬加中間層一般是為了防止接合處形成脆性中間金屬或減少兩金屬線(xiàn)膨脹系數(shù)的差異；同種金屬焊接加中間層，一般是為了在接合處形成所需性能的固溶體。

中間層可以是粉狀或片狀的。用真空噴涂或電鍍的方法加在焊接面上。