擴散焊接是一種用于金屬加工的固態(tài)焊接技術(shù)，能夠連接相似和不同的金屬。它根據(jù)固態(tài)擴散原理運行，其中兩個固態(tài)金屬表面的原子隨著時間的推移而相互散布。這通常在升高的溫度下完成，大約是材料[敏感詞]熔化溫度的 50-75%。擴散焊接通常是通過對被焊接材料施加高壓和必要的高溫來實現(xiàn)的；該技術(shù)最常用于焊接薄金屬箔和金屬線或細絲的交替層的“三明治”。目前，擴散鍵合方法廣泛用于航空航天[和核工業(yè)中高強度和難熔金屬的焊接。

歷史

擴散焊接的行為已有數(shù)百年歷史。這可以以“黃金填充”的形式找到，這是一種用于粘合黃金和銅以用于珠寶和其他應(yīng)用的技術(shù)。為了制造填充金，鐵匠們首先將一定量的純金錘入一張薄薄的金箔中。然后將該薄膜放置在銅基板的頂部并壓下。最后，使用稱為“熱壓焊接”或 HPW 的工藝，將重物/銅/金膜組件放置在烤箱內(nèi)并加熱，直到金膜充分結(jié)合到銅基板上。蘇聯(lián)科學(xué)家 NF Kazakov 在 1953 年描述了現(xiàn)代方法。

特征

擴散焊接不涉及液體熔合，通常不涉及填充金屬。總重量不增加，接頭往往表現(xiàn)出母材的強度和耐溫性。材料不承受或很少承受塑性變形。引入的殘余應(yīng)力非常少，并且沒有來自粘合過程的污染。理論上，它可以在任何尺寸的接合表面上執(zhí)行，而不會增加處理時間，但實際上，該表面往往會受到所需壓力和物理限制的限制。可以用相似和不同的金屬、反應(yīng)性和難熔金屬或不同厚度的零件進行擴散結(jié)合。

由于成本相對較高，擴散焊接最常用于難以或無法通過其他方式焊接的工作。例如鋯和鈹?shù)韧ǔo法通過液體熔合連接的焊接材料；熔點非常高的材料，例如鎢；不同金屬的交替層，必須在高溫下保持強度；和非常薄的蜂窩狀金屬箔結(jié)構(gòu)。鈦合金通常會被擴散接合，盡管在超過 850 °C 的溫度下，薄氧化層可以從接合表面溶解和擴散。