原理:
        扩散焊(或称扩散连接)是在一定的温度和压力下使待焊表面相互接触,通过微观塑性变形或者通过在待焊表面上产生微量液相而扩大待焊表面的物理接触,然后,经较长时间的原子相互扩散来实现结合的一种焊接方法。
特点:
        优点:①接头质量好。②零部件变形小。③可实现多条焊缝的一次性焊接。④可焊接大面积接头。⑤可焊接其他焊接方法难于焊接的工件和材料。⑥与其他热加工、热处理工艺结合可获得较大的经济效益。
        缺点:①零件待焊表面的制备和装配要求较高。②焊接热循环时间长,生产率低。③设备一次性投资较大,焊接工件的尺寸收到设备的限制,接头结构形式也有所限制。④焊缝连接质量的无损检测手段尚不完善。⑤无法进行连续量生产。
分类:
        按被焊材料的组合形式分为:无中间层扩散焊(同种材料扩散焊、异种材料扩散焊)、加中间层扩散焊。
        按焊接过程中接头区材料是否出现过液相可分为:固相扩散焊、液相扩散焊。
        扩散焊方法分为:根据保护气氛分真空扩散焊、气体保护扩散焊;根据加压方法分机械加压扩散焊、热胀差力加压扩散焊、气体加压扩散焊、热等静压扩散焊;按加热方法和方式分电热辐射加热扩散焊、感应加热扩散焊、电阻扩散焊、相变扩散焊;按与其他工艺组合分超塑成形扩散焊、热轧扩散焊、冷挤压扩散焊。常用方法:
1、真空扩散焊
        真空扩散焊是常用方法,通常在真空扩散焊设备中进行。被焊材料或中间层合金中含有易挥发元素时不应采用此方法,由于设备尺寸限制,仅适于焊接尺寸不大的工件。
        设备:真空扩散焊设备是通用性好的常用扩散焊设备,主要由真空室、加热器、加压系统、真空系统、温度测控系统及电源等几大部分组成。真空扩散焊设备除加压系统外,其他与真空钎焊加热炉相似。
        真空扩散焊设备在真空室内的压头或平台要承受高温和一定的压力,因此常用钼或其他耐热耐压材料制作。加压系统通常为液压系统。

 

真空扩散焊(感应加热)设备结构图

2、超塑成形扩散焊
        对于超塑性材料,例如TC4钛合金,可以在高温下用较低的压力同时实现成形和焊接。采用此种组合工艺可以在一个热循环中制造出复杂空心整体结构件。在该组合工艺中扩散焊的特点是:扩散焊压力较低,与成形压力相匹配;扩散焊时间较长,可长达数小时。在超塑状态下进行扩散焊有助于焊接质量的提高,该方法已在航空航天工业中得到应用。
         设备:此类设备是由压力机、真空-供气系统、特种加热炉及其电源等组成。加热炉中的加热平台应能承受一定压力,由高强度陶瓷(耐火)材料制成,安装于压力机的金属台面上。模具及工件置于两平台之间。如采用不锈钢板封焊成软囊式真空容器,而待扩散焊零件密封在该容器内,则该类设备可在真空下扩散焊较大尺寸的工件。真空供气系统中有机械泵、管路和气阀。高压气气经气体调压阀,向装有工件的模腔内或袋式毛坯内供气,以获得均匀可调的扩散焊压力和超塑成形压力。中小型工件也可采用金属平台,四周电阻辐射加热。

超塑成形扩散焊

3、热等静压扩散焊
        热等静压扩散焊是在热等静压设备中进行焊接。焊前应将组装好的工件密封在薄的软质金属包囊之中并将其抽真空,封焊抽气口,然后将整个包囊置于加热室中进行加热,利用高压气体与真空气囊中的压力差对工件施加各向均衡的等静压力,在高温高压下完成扩散焊过程,压力各向均匀,且工件变形小。当待焊表面处于两被焊工件本身所构成的空腔内时,可不用包囊而直接用真空电子束焊等方法,将工件周围封焊起来。焊接时所加气压压力较高,可高达100MPa。当工件轮廓不能充满包囊时应采用夹具将其填满,防止工件变形。该方法尤其适合于脆性材料的扩散焊。
        设备:热等静压扩散焊是在通用热等静压设备中进行,它是由水冷耐高压气压罐(包括简体、上塞和下塞)、加热器、框架、液压系统、冷却系统、温控系统、供气系统和电源等部分组成。
4、其他扩散焊设备
        热胀差力加压扩散焊可用普通热处理炉,电阻扩散焊可用接触电阻焊机,其他扩散焊方法所使用的设备均应有加热加压功能。目前扩散焊设备均为自行研制和订货。