目前最有效的連接方法是焊接和擴(kuò)散焊接方法，以獲得質(zhì)量?jī)?yōu)良或與母材一致的高性能接頭，當(dāng)然，焊接和擴(kuò)散焊接技術(shù)在航空發(fā)動(dòng)機(jī)焊接件實(shí)際應(yīng)用和發(fā)展的同時(shí)，也面臨著許多新的技術(shù)課題，這些難題促進(jìn)了其進(jìn)一步的發(fā)展和應(yīng)用，從而促進(jìn)了航空發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展和發(fā)展。

真空擴(kuò)散焊接

一、國(guó)內(nèi)航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造中擴(kuò)散焊接的發(fā)展現(xiàn)狀

擴(kuò)散焊在一定的溫度和壓力下，使兩個(gè)焊接目標(biāo)金屬零件的焊接表面相互接觸，通過微塑性變形或焊接面生成微量液態(tài)，并擴(kuò)大焊接目標(biāo)表面的物理接觸，從而產(chǎn)生距離（1~5）×在10-8厘米以內(nèi)（通過原子間的重力作用形成金屬鍵），經(jīng)過更長(zhǎng)時(shí)間的原子間不斷擴(kuò)散和相互滲透，可以實(shí)現(xiàn)冶金鍵的焊接方法。其獨(dú)特之處是焊接接頭的微觀組織和性能與母材相似或相同，焊接沒有各種焊接缺陷，也沒有過熱組織的熱影響區(qū)，操作性強(qiáng)，工藝參數(shù)易于控制，質(zhì)量穩(wěn)定，合格率高，零件變形小，可焊大截面接頭可以用其他焊接方法焊接難以焊接的材料。特別適合應(yīng)用于陶瓷材料的連接，這對(duì)第四代、第五代發(fā)動(dòng)機(jī)的研制具有現(xiàn)實(shí)意義。

北京航空制造工程研究所等相關(guān)部門已經(jīng)較早地開展了焊接技術(shù)的擴(kuò)散研究和應(yīng)用，已經(jīng)取得了一定的成果，目前真空擴(kuò)散焊接技術(shù)在國(guó)內(nèi)航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造中已進(jìn)入工程應(yīng)用階段。

北京航空制造工程研究所多年開發(fā)生產(chǎn)的某重點(diǎn)型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)鈦合金空心整流葉片采用超塑性成形擴(kuò)散連接（SPF-DB）技術(shù)制造，實(shí)現(xiàn)了超塑性成形技術(shù)與擴(kuò)散焊接技術(shù)的結(jié)合。該葉片目前累計(jì)使用100多臺(tái)機(jī)器。研究所還采用瞬間過渡液態(tài)擴(kuò)散焊接。(TLP)采用擴(kuò)散焊接技術(shù)自主開發(fā)的鎳基中間層合金KNi9，實(shí)現(xiàn)了氧化物彌散強(qiáng)化高溫合金MGH956材料的有效連接，高溫拉伸強(qiáng)度達(dá)到基體的80%。在此基礎(chǔ)上，開發(fā)出了機(jī)械MGH956材料多孔壓板結(jié)構(gòu)的新冷卻結(jié)構(gòu)。另外，采用TLP擴(kuò)散焊接技術(shù)，Ni3Al9對(duì)合金進(jìn)行了擴(kuò)散焊接試驗(yàn)研究，接頭持續(xù)強(qiáng)度達(dá)到機(jī)體的80%以上，適用于渦輪方向葉片的制造。某發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子采用真空擴(kuò)散焊接接技術(shù)焊接厚度為0.5mm的銅板，使轉(zhuǎn)子平面和噴油盤之間的摩擦支付處于良好的工作狀態(tài)。轉(zhuǎn)子插孔也采用該技術(shù)焊接銅管活塞片平面圖等技術(shù)，使活塞和插孔處于摩擦支付的良好工作狀態(tài)，保證活塞片和墊片的摩擦良好工作。

二、擴(kuò)散焊接技術(shù)應(yīng)用面臨的新挑戰(zhàn)

目前該技術(shù)在國(guó)外有F119、F120、F414、廣泛應(yīng)用于GE90等發(fā)動(dòng)機(jī)。美國(guó)PW公司從20世紀(jì)70年代開始，針對(duì)單晶刀片的高性能連接需求，開發(fā)出了焊接接頭性能優(yōu)良的TLP擴(kuò)散焊接技術(shù)。對(duì)技術(shù)特點(diǎn)及技術(shù)應(yīng)用等進(jìn)行了深入的研究，使TLP擴(kuò)散焊接技術(shù)達(dá)到技術(shù)應(yīng)用水平。焊接的單晶大葉片、復(fù)聯(lián)（多聯(lián)）葉片、多孔壓板結(jié)構(gòu)等高溫新結(jié)構(gòu)經(jīng)過發(fā)動(dòng)機(jī)試車考核。國(guó)內(nèi)航空真空擴(kuò)散焊接接技術(shù)和應(yīng)用尚處于研究和初步應(yīng)用階段，許多問題有待解決。

（1）新材料及其構(gòu)件的擴(kuò)散焊接。隨著國(guó)內(nèi)新型航空發(fā)動(dòng)機(jī)工作溫度的提高，鎳鋁基金屬間化合物、鈦鋁基金屬間化合物及鎳單晶高溫合金及粉末合金；由于陶瓷或復(fù)合材料等難焊材料的連接，焊接材料的范圍逐漸增加，焊接接頭的強(qiáng)度和成分接近母材是第一種焊接方法。同時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)整體葉片、單晶開式葉片等新結(jié)構(gòu)擴(kuò)散焊接的需求也在提高，針對(duì)目前航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，需要開展上述難熔材料和結(jié)構(gòu)擴(kuò)散焊接技術(shù)及應(yīng)用研究。

（2）TLP用中間層合金的開發(fā)。國(guó)內(nèi)航空擴(kuò)散焊的研究時(shí)間不長(zhǎng)，也沒有適合各種材料TLP擴(kuò)散連接的中間層合金體系，開發(fā)中間層合金和積累技術(shù)需要很長(zhǎng)時(shí)間。

（3）加強(qiáng)設(shè)備能力。目前，國(guó)內(nèi)數(shù)一數(shù)二的擴(kuò)散焊接設(shè)備部分來自美國(guó)、德國(guó)等國(guó)家，價(jià)格相對(duì)昂貴。這種設(shè)備主要分布在各大研究所。其容積規(guī)格僅限于小尺寸的零部件科研生產(chǎn)型，大部分發(fā)電機(jī)制造企業(yè)沒有設(shè)備能力的原因之一是設(shè)備購(gòu)置投資大。這種現(xiàn)象不符合目前擴(kuò)散焊接的發(fā)展趨勢(shì)，改變這一現(xiàn)狀的最好方法是擴(kuò)散焊接設(shè)備國(guó)產(chǎn)化。

（4）優(yōu)化工藝及工藝標(biāo)準(zhǔn)的完善，國(guó)內(nèi)航空擴(kuò)散焊還處于初步應(yīng)用階段，需要逐步、系統(tǒng)地完善技術(shù)及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

（5）追求可靠性檢測(cè)方法，建立和改進(jìn)擴(kuò)散焊接質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，目前擴(kuò)散焊接頭焊接質(zhì)量檢測(cè)方法采用隨機(jī)取樣檢測(cè)進(jìn)行金相檢測(cè)，結(jié)合超聲波等非破壞檢測(cè)手段，目前沒有通過界面不良焊接區(qū)域，而是生長(zhǎng)出緊密的結(jié)合結(jié)晶顆粒。沒有可靠的無損檢測(cè)方法，在生產(chǎn)和試驗(yàn)中使用超高頻（≥50MHz）超聲波掃描檢測(cè)裝置進(jìn)行檢測(cè)，只對(duì)明顯分離的未通孔和尺寸較大的孔有效，需要開展研究，探索可靠的檢測(cè)方法。

目前國(guó)內(nèi)尚無航空真空擴(kuò)散焊接質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，需要通過技術(shù)參數(shù)及技術(shù)的研究和實(shí)際應(yīng)用的積累，建立有效的標(biāo)準(zhǔn)。