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

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

固體擴散焊接工藝

固體擴散耦合過程大致分為三個階段。

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，一些點先達到塑性變形，在持續(xù)壓力的作用下，接觸面積逐漸擴大，最終達到全面可靠的接觸。

第二階段是界面過渡階段，通過界面原子之間的相互擴散形成牢固的結(jié)合層。這個階段通常持續(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，三個過程相互交叉進行，在結(jié)合過程中生成固溶體和共晶體，有時通過金屬間化合物的形成、擴散、再結(jié)晶等過程形成固體冶金的結(jié)合可以實現(xiàn)可靠的結(jié)合。

瞬間液相擴散焊接過程（TLP-Transient Liquid Phase）

瞬間液狀擴散焊接過程概略圖

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

圖：不銹鋼-鈦-鋯合金擴散焊

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

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，然后在無氧化條件下加熱，使母材與中間層之間相互擴散，形成少量液相，填補整個接頭間隙。

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

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

擴散焊接特征

優(yōu)點：

1.在真空擴散焊的情況下，由于氣體不過熱、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.擴散焊接頭質(zhì)量好，焊接件精度高，變形小。

管板擴散焊

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.可以在組件上同時焊接多個管接頭。

當(dāng)然有優(yōu)點也有缺點，但是擴散焊接的缺點真的不少。

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

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

3.焊接過程中會引起一些物質(zhì)和金屬顆粒的生長問題。

4、真空擴散焊設(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的密封條下等特殊焊接過程中進行擴散焊接。

擴散焊接裝置

擴散焊接的應(yīng)用領(lǐng)域

真空擴散焊是適應(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、難以實現(xiàn)鈦與鋼、普通金屬與玻璃等性能差的異種材料的連接。