擴(kuò)散焊接又稱擴(kuò)散連接，是指兩種以上固相材料（包括中間層材料）固著，置于真空或保護(hù)氣氛中，加熱至母材熔點(diǎn)以下的溫度，施加壓力，使連接界面的微塑性變形密切，進(jìn)而通過(guò)原子互擴(kuò)散形成牢固的冶金結(jié)合，保溫連接方法。平心而論，四個(gè)里面有我，還有你。

擴(kuò)散焊根據(jù)焊接過(guò)程中是否產(chǎn)生液體分為固體擴(kuò)散焊和瞬間液體擴(kuò)散焊。

固體擴(kuò)散焊接工藝

固體擴(kuò)散耦合過(guò)程大致分為三個(gè)階段。

第一階段是接觸變形階段，是高溫下微觀不平的表面。在施加應(yīng)力的作用下，一些點(diǎn)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)到全面可靠的接觸。

第二階段是界面過(guò)渡階段，通過(guò)界面原子之間的相互擴(kuò)散形成牢固的結(jié)合層。這個(gè)階段通常持續(xù)幾分鐘到幾十分鐘。

第三階段是界面和孔的消失階段。在接觸部位形成的結(jié)合層逐漸向體積方向發(fā)展，擴(kuò)大牢固的結(jié)合面，去除界面孔，形成可靠的結(jié)合接頭，三個(gè)過(guò)程相互交叉進(jìn)行，在結(jié)合過(guò)程中生成固溶體和共晶體，有時(shí)通過(guò)金屬間化合物的形成、擴(kuò)散、再結(jié)晶等過(guò)程形成固體冶金的結(jié)合可以實(shí)現(xiàn)可靠的結(jié)合。

瞬間液相擴(kuò)散焊接過(guò)程（TLP-Transient Liquid Phase）

瞬間液狀擴(kuò)散焊接過(guò)程概略圖

TLP擴(kuò)散焊接技術(shù)由Daniel F、Paulonic、David S、Duvall、William A、Owczarski三人提出，1972年獲得美國(guó)專利，1974年正式采用“TLP Bonding”一詞，并用照片說(shuō)明其金屬學(xué)原理。

圖：不銹鋼-鈦-鋯合金擴(kuò)散焊

TLP擴(kuò)散焊接技術(shù)主要用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)耐高溫部件的制造。同時(shí)，瞬時(shí)液體擴(kuò)散焊（TLP）也稱為接觸反應(yīng)焊或擴(kuò)散焊。如果生成低熔點(diǎn)的共晶體，則也稱為共晶反應(yīng)釬焊。夾在兩個(gè)焊接工作臺(tái)之間的夾層材料在加熱后熔融，形成非常薄的液狀膜。其重要特征是其潤(rùn)濕充滿整個(gè)接頭間隙后，在保溫過(guò)程中通過(guò)液相和固相之間的擴(kuò)散逐漸凝固形成接頭。具體過(guò)程也分為三個(gè)階段。

第一階段為液相生成階段，首先將中間層材料夾在焊接表面之間施加一定壓力，然后在無(wú)氧化條件下加熱，使母材與中間層之間相互擴(kuò)散，形成少量液相，填補(bǔ)整個(gè)接頭間隙。

第二階段是等溫凝固階段，為了使液相中的熔點(diǎn)降低的元素大量擴(kuò)散到母材中，在液-固之間進(jìn)行充分的擴(kuò)散。因此，母材內(nèi)的一些元素溶解于液相中，液相中的熔點(diǎn)逐漸上升，凝固形成接頭。

第三階段為均一化階段，等溫凝固后繼續(xù)保溫?cái)U(kuò)散完成一次，冷卻后單獨(dú)加熱完成，還可得到成分與組織均一化的接頭。

擴(kuò)散焊接特征

優(yōu)點(diǎn)：

1.在真空擴(kuò)散焊的情況下，由于氣體不過(guò)熱、不熔融，因此能夠在不降低焊接部件性能的情況下焊接所有金屬或非金屬。

2.擴(kuò)散焊接頭質(zhì)量好，焊接件精度高，變形小。

管板擴(kuò)散焊

3.可焊接大截面接頭和結(jié)構(gòu)復(fù)雜、接頭不易接觸、厚度大不相同的工件。

4.可以在組件上同時(shí)焊接多個(gè)管接頭。

當(dāng)然有優(yōu)點(diǎn)也有缺點(diǎn)，但是擴(kuò)散焊接的缺點(diǎn)真的不少。

真空擴(kuò)散焊接對(duì)象物的表面制造及組裝質(zhì)量非常嚴(yán)格，特別是對(duì)結(jié)合部的表面更嚴(yán)格。不能比較其他焊縫。

焊接熱循環(huán)時(shí)間特別長(zhǎng)，生產(chǎn)效率特別低。焊接快幾分鐘，慢幾十個(gè)小時(shí)。

3.焊接過(guò)程中會(huì)引起一些物質(zhì)和金屬顆粒的生長(zhǎng)問(wèn)題。

4、真空擴(kuò)散焊設(shè)備復(fù)雜，一次性投入巨大，待焊件尺寸受限于設(shè)備，有時(shí)不能連續(xù)批量生產(chǎn)，這主要需要在真空或惰性氣體保護(hù)的密封條下等特殊焊接過(guò)程中進(jìn)行擴(kuò)散焊接。

擴(kuò)散焊接裝置

擴(kuò)散焊接的應(yīng)用領(lǐng)域

真空擴(kuò)散焊是適應(yīng)航空、航天等高科技領(lǐng)域和新材料的連接需求而迅速發(fā)展起來(lái)的一種精密連接方法，如陶瓷、金屬間化合物、非晶及單晶合金材料等一些特殊材料，傳統(tǒng)焊接方法有金屬與陶瓷、鋁與鋼、難以實(shí)現(xiàn)鈦與鋼、普通金屬與玻璃等性能差的異種材料的連接。