扩散连接原理--焊接技术讲座
铝和铝合金扩散焊接
铝和铝合金扩散焊接摘要：一、铝及铝合金概述二、扩散焊接原理三、铝和铝合金扩散焊接工艺1.焊接前准备2.焊接参数选择3.焊接过程中注意事项四、焊接接头性能分析五、应用实例及优缺点六、发展趋势与展望正文：一、铝及铝合金概述铝及铝合金在我国工业领域具有广泛的应用，其优良的性能如轻质、高强度、良好的耐腐蚀性等，使其在航空、航天、交通运输、建筑等领域受到青睐。
然而，铝及铝合金的焊接性能相对较差，传统的焊接方法难以获得高质量的焊接接头。
为此，扩散焊接技术应运而生，成为解决这一问题的有效手段。
二、扩散焊接原理扩散焊接是一种固态连接方法，通过高温和压力作用下，使焊接界面两侧的金属原子发生扩散，从而实现连接。
在扩散焊接过程中，焊接参数的选择至关重要，直接影响到焊接接头的质量。
三、铝和铝合金扩散焊接工艺1.焊接前准备在进行铝和铝合金扩散焊接前，应充分了解焊接材料的性能、焊接接头的使用要求等，以确保选用合适的焊接参数。
此外，还需对焊接表面进行严格清理，去除油污、氧化膜等，以提高焊接质量。
2.焊接参数选择焊接参数主要包括焊接温度、保温时间、焊接压力和冷却速度等。
焊接温度的选择应使焊接界面两侧金属的原子扩散速度达到最佳，一般控制在400-500℃；保温时间要充分保证扩散过程的进行；焊接压力根据焊接件的厚度和性能要求选取，一般为0.5-1.0MPa；冷却速度应适当，过快会导致焊接接头性能下降。
3.焊接过程中注意事项在焊接过程中，应严格控制焊接参数，确保焊接过程中焊接件的变形和裂纹等缺陷。
同时，要注意观察焊接接头的形成情况，及时调整焊接参数，以获得最佳的焊接效果。
四、焊接接头性能分析铝和铝合金扩散焊接接头的性能较好，可以实现无缝连接，提高焊接接头的强度和耐腐蚀性能。
此外，焊接接头的性能还与焊接参数、焊接材料等因素密切相关。
通过合理调整焊接参数和选用合适的焊接材料，可以进一步提高焊接接头的性能。
五、应用实例及优缺点铝和铝合金扩散焊接在航空航天、交通运输、建筑等领域具有广泛的应用。
铝和铝合金扩散焊接
铝和铝合金扩散焊接
【原创版】
目录
一、铝和铝合金的特性
二、扩散焊接的原理
三、铝和铝合金扩散焊接的应用
四、铝和铝合金扩散焊接的优点与挑战
正文
一、铝和铝合金的特性
铝是一种轻质、高导电性和高导热性的金属，被广泛应用于各种工业领域。
铝合金是由铝与其他元素（如铜、镁、锌等）混合而成的合金，具有较高的强度、良好的耐腐蚀性和优良的加工性能，因此在航空、航天、汽车等行业中得到了广泛的应用。
二、扩散焊接的原理
扩散焊接是一种在焊接过程中，通过高温使材料间的原子相互扩散，从而实现连接的方法。
在铝和铝合金的扩散焊接中，通常采用高温下的气氛扩散焊接，以实现材料间的原子扩散。
这种方法可以获得较高的连接强度，并且焊缝质量较好。
三、铝和铝合金扩散焊接的应用
铝和铝合金扩散焊接在许多领域都有广泛的应用，如航空航天、汽车制造、电子行业等。
在航空航天领域，扩散焊接被用于制造飞机和火箭的结构件，这些结构件需要承受高温、高压等极端环境。
在汽车制造领域，扩散焊接被用于制造发动机、轮毂等部件，以提高其性能和可靠性。
在电子行业，扩散焊接也被广泛应用于散热器的制造，以提高散热性能。
四、铝和铝合金扩散焊接的优点与挑战
铝和铝合金扩散焊接具有许多优点，如焊缝质量好、连接强度高、工艺简单等。
但同时也存在一些挑战，如对焊接设备和工艺要求较高、高温下易产生变形和氧化等。
扩散连接原理
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焊接成型原理
长春工业大学材料科学与工程学院 课件制作：徐世伟 指导教师：刘耀东
但由于实际的材料表面不可能完全平整和清洁，因而 实际的扩散连接过程要比上述过程复杂得多。固体金属的 表面结构如图7一4所示，除在微观上表面呈凹凸不平外， 最外层表面还有0.2～0.3nm的气体吸附层，主要是水 蒸气、氧、CO2和H2S。在吸附层之下为3 ～4nm厚的 氧化层，是由氧化物的水化物、氢氧化物和碳酸盐等组成。 在氧化层之下是1 ～10μm的变形层。
5)扩散连接可与母材的热处理和超塑性成型过程同时 进行;
6)借助适当的方法，可以在低于母材再结晶温度下进 行扩散连接，因而经过加工的母材的性能连接后也几乎没 有损失。
7)可连接结构复杂、厚薄相差悬殊、精度要求高 的各种工件，以及有封闭性连接要求的工件，如蜂窝 夹芯板等;
但由于扩散连接要求被连接材料表面加工精度高、 并能均匀加压，因而，生产率较低，加之所用设备较 贵，使其应用范围受到一定限制。
我国在20世纪50年代末期才开始对扩散连接方法进 行研究，70年代又开始了专用扩散焊机的开发。目前， 大型超高真空扩散焊机、钛一陶瓷静电加速管和钛合金飞 机构件等产品的试制成功，标志着我国扩散连接己发展到 一个较高的水平。但在研究的深度和应用广度上与发达国 家相比仍有较大的差距。
Contents
§7.2 固相扩散连接
温度和压力的作用主要是:使连接表面微观凸起处产 生塑性变形而增大紧密接触面积，激活原子之间的扩散。
扩散焊的原理及应用DFW-diffusion Welding
DFW－diffusion Welding
3.1 扩散焊原理及分类
扩散焊是在一定温度和压力下使待焊表面相互接触，通过 微观塑性变形或通过待焊面产生的微量液相而扩大待焊面的 物理接触，然后经较长时间的原子相互扩散来实现冶金结合 的一种压焊方法。
扩散焊是适应原子能、航空、航天及电子工业等尖端技术 领域的需要而迅速发展起来的一种特种焊接技术。
液相扩散焊
3.2 扩散焊的主要特点
优点：
①焊接质量高 ，焊缝中不存在熔化焊缺陷，也不存在过 热组织和热影响区。
②同种材料焊接时，可获得与母材性能相同的接头，几乎 不存在残余应力。
③焊接基体不熔化、不过热，可以焊接所有的金属和非金 属；特别适合焊接用一般焊接方法难以焊接或虽可焊接，但 性能和结构在焊接过程中容易遭受严重破坏的材料，如弥散 强化的高温合金、纤特 种材料、特殊结构中， 如航天工业、电子工业 、核工业。
图30能进行扩散焊的材料
热压焊(或热轧焊和锻焊)：用压力大，产生相当大的塑性 变形。在高温停留时间短，扩散很不充分，影响接头成型质 量的主要因素是变形量。
扩散焊：应用的压力较小，焊接表面发生的塑性流变量较 小，限制在微观范围内。在焊接温度下有充裕的保温扩散时 间，影响接头质量的主要因素是扩散过程。
扩散焊原理示意图
固相扩散焊
发展初期，在焊接界面不产生液相，焊接接头完全是在固 态下形成的。随着扩散焊工艺方法的不断发展，特别是焊接 不同材料或新型材料时，广泛采用了加中间扩散层的焊接工 艺，并在此基础上发展了过渡液相扩散焊工艺，使焊接界面 内有少量液相产生。
3.1 扩散焊原理及分类
扩散焊是在热压焊基础上发展起来的，并吸收了钎焊的某 些优点发展了一些新的工艺方法。
扩散焊 原理
扩散焊原理扩散焊原理扩散焊是一种常用的金属焊接方法，其原理是利用材料的扩散性质，在高温下使金属材料发生互扩散，从而实现焊接的目的。
扩散焊广泛应用于电子、航空航天、汽车制造等领域，具有焊缝强度高、焊接质量稳定等优点。
扩散焊的原理主要包括扩散和金属间化合物形成两个方面。
首先是扩散过程。
在扩散焊接过程中，焊接材料经过高温加热，使金属表面的晶粒处于活动状态。
当两个金属材料接触时，由于晶粒中存在空隙和缺陷，使得原子能够从一个晶粒扩散到另一个晶粒。
扩散是非常重要的，它使得两个金属材料之间的原子能够互相交换位置，从而实现了焊接的目的。
其次是金属间化合物形成。
在扩散焊接过程中，由于金属表面活性，原子在高温下容易发生化学反应。
当两个金属材料接触时，金属表面的原子会与周围的原子发生反应，形成一种新的化合物。
这种化合物在焊接接头中起到了很好的增强作用，提高了焊接接头的强度和稳定性。
扩散焊的实施过程主要包括准备工作、加热和冷却三个步骤。
首先是准备工作。
在进行扩散焊接之前，需要对要焊接的金属材料进行清洁处理，以去除表面的污垢和氧化物。
同时，还需要对焊接接头进行设计和加工，以保证焊接接头的质量和连接性。
接下来是加热过程。
在加热过程中，需要将金属材料加热到一定温度，使其达到扩散的温度范围。
这样，金属材料的晶粒就能够活动起来，原子能够进行扩散。
加热温度的选择需要根据具体的材料和焊接要求进行确定。
最后是冷却过程。
在扩散焊接完成后，需要将焊接接头冷却到室温。
这样，金属材料的晶粒就会固化，形成坚固的焊接接头。
冷却过程的控制非常重要，过快或过慢都会对焊接接头的质量产生不利影响。
扩散焊的应用非常广泛。
在电子领域，扩散焊常用于电路板的制造和元器件的连接。
在航空航天领域，扩散焊被用于飞机发动机的制造和航天器的连接。
在汽车制造领域，扩散焊则常用于汽车发动机的制造和车身的连接。
扩散焊具有焊接强度高、焊接接头稳定等优点，受到了广泛的认可和应用。
扩散焊是一种利用金属材料的扩散性质实现焊接的方法。
3.扩散连接解析
固相扩散连接时，元 素之间的互扩散引起化 学反应，温度越高，反 应越激烈，生成反应相 的种类也越多。同时， 在其他条件相同时，随 着温度的增加，反应层 厚度越厚。
图11是SiC/Ti界面的 反应层厚度与时间、温 度的关系，从图中可知， 连接时间相同时，提高 温度可以大幅度增加接 头反应层厚度
锡青铜与钛扩散连接时，温 度在1073K（800℃）以下，即 使施加很大的压力，接头强度仍 然很低，主要原因是温度过低， 界面处于活化状态的原子少，无 法形成良好的接合界面。连接温 度在1073～1093K范围内，接 头强度随温度的上升而增加，在 1093K时达到165MPa的最大强 度值。但连接温度进一步增加，接头强度逐渐下降。 原因在于，接合界面出现了脆性的金属间化合物，该 化合物层随温度增加而变厚，从而降低了接头强度
量级，并转入不稳定的流
动阶段。实际接触面积可
以达到名义接触面积的
204200/3/-275%。
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形成实际接触的
时间与温度和压力有 关，约为1到几十分钟， 实际接触面积可达到 总面积的90%-95%。 剩余的孔隙将在扩散 过程中被填满。
1.1.3扩散连接时的化学反应
异种材料连接时，界面将发生化学反应，形成各 种界面化合物。化学反应首先在相互接触的局部形成 反应源，而后接触面积变大，反应面积也变大，反应 生成的化合物也逐渐增大。
2.2.1.连接温度
连接温度T越高，扩散系数越大，金属的 塑性变形能力越好，连接表面达到紧密接触 所需的压力越小。但是，加热温度受到再结 晶、低熔共晶和金属间化合物生成等因素的 影响。因此，不同材料组合的连接温度，应 根据具体情况，通过实验来选定。从大量实 验结果看，连接温度大都在0.5～0.8Tm （母材熔化温度）范围内，最适合的温度一 般为≈0.7Tm。对瞬时液相扩散连接温度， 常选择在可生成液相的最低温度附近，温度 过高将引起母材的过量溶解。
第六讲扩散焊专题
钟；
第三阶段是界面和孔洞消失，形成可靠接头阶段在接触部位形
成的结合层向体积方向发展，扩大牢固连接面消除界面孔洞，
形成可靠连接
三过程相互交叉进行，连接过程中可生成固溶体及共晶体，有
时形成金属间化合物，通过扩散、再结晶等过程形成
固态冶金结合，达到可靠连接
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图 扩散焊的三阶段模型
a) 凹凸不平的初始接触
（1）真空室： 真空室越大，要达到和保持一定的真空度，对所需真 空系统要求越高。真空室中应有由耐高温材料围成 的均匀加热区，以保持设定的温度；真空室外壳需 要冷却。
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（2）真空系统
一般由扩散泵和机械泵组成。机械泵只能达到 1.33×10-2 Pa的真空度，加扩散泵后可以达到
1.33×10-4 ～1.33×10-5 Pa的真空度，可以满足所
置换反应：活泼元素置换非活泼元素，如AlMg+SiO2，形成新相硅。
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扩散焊专题之二
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扩散焊工艺
工艺参数 主要包括温度、压力、时间、真空度以及焊件表面处理和中
间层材料的选择等，这些因素对扩散连接过程和接头质量有着极 其重要的影响。
1、温度：①对连接初期表面凸出部位塑性变形、扩散系数、表面 氧化物向母材内溶解及界面孔洞的消失过程等均产生影响；②也 决定了母材的相变、析出以及再结晶过程，从而直接或间接影响 到扩散连接过程及接头质量。温度越高，扩散系数越大；连接表 面达到紧密接触所需压力越小。但温度提高受到被焊材料冶金物 理特性方面的限制；提高加热温度还会造成母材软化及硬化
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加压只是使接触面产生微观的局部变形。扩散焊所施
第七章扩散连接原理
固相扩散连接过程
目前，人们认为扩散连接包括以下三个过程 ：（）塑性 变形使连接表面接触;（）晶界迁移和孔洞消失;()界面和 孔洞消失过程。下面分别叙述各阶段的过程和机理。 ()塑性变形使连接表面接触
固相扩散连接时，材料表面通常是进行机械加工后 再进行研磨、抛光(包括化学抛光)和清洗，加工后材料表 面在微观上仍然是粗糙的、存在许多一μ的微观凹凸，且 表面还常常有氧化膜覆盖。将这样的固体表面相互接触， 在不施加任何压力的情况下，只会在凸出的顶峰处出现接 触，如图(。初始接触区面积的大小与材料性质、表面加 工状态以及其它许多因素有关。
但由于实际的材料表面不可能完全平整和清洁，因而 实际的扩散连接过程要比上述过程复杂得多。固体金属的 表面结构如图一所示，除在微观上表面呈凹凸不平外，最 外层表面还有～的气体吸附层，主要是水蒸气、氧、和。 在吸附层之下为 ～厚的氧化层，是由氧化物的水化物、 氢氧化物和碳酸盐等组成。在氧化层之下是 ～μ的变形层 。
扩散连接的定义及其特点
扩散连接是将两待连接工件紧压在一起，置于真空或 保护气氛中加热至母材熔点以下温度，对其施加压力使两 连接表面微观凸凹不平处产生微观塑性变形达到紧密接触 ，再经保温、原子相互扩散而形成牢固的冶金结合的一种 连接方法。
可见，扩散连接过程是在温度和压力的共同作用下完 成的，但连接压力不能引起试件的宏观塑性变形。
图一 几种材料扩散连接接头拉伸断口的微 观形貌
()钛 (℃ )； (}铁(℃ ); ()不锈钢钛 (℃ ,
); ()铝钛 (℃ )
()扩散、晶界迁移和孔洞消失 与第一阶段的变形机制相比，该阶段中扩散的作用
就要大得多。连接表面达到紧密接触后，由于变形引起的 晶格畸变、位错、空位等各种缺陷大量堆集，界面区的能 量显著增大，原子处于高度激活状态，扩散迁移十分迅速 ，很快就形成以金属键连接为主要形式的接头。由于扩散 的作用，可使大部分孔洞消失，也会产生连接界面的移动 。关于孔洞消失的机制阐述如下。
钎焊及扩散焊PPT课件
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钎剂
钎剂的作用与性能要求： 1）去除氧化膜，为
润湿、铺展创造条件； 2）液态钎剂覆盖母
溶体 化合物 共晶体-
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钎焊过程的分解
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第3章钎料与钎剂
钎料：能与母材金属无限固溶的合金元素可显著减小界面张力，从而 使钎料的润湿性得到明显的提高，比与母材金属形成金属间化合物的合 金元素好。
钎料的分类与编号 钎料可按下列三种方法进行分类。 按熔点：熔点在450℃以下的称为软钎料，高于450℃的称为硬钎料 （难熔钎料），高于950℃的称高温钎料。 按化学成：不论软硬，根据组成钎料的主要金属元素，相应称为×基 钎料，如Ni基钎料等。 按钎焊工艺性能：自钎性钎料、真空钎料、复合钎料。 钎料按供货要求可制成带、丝、铸条、非晶态箔材、普通箔材、粉末、 环状、膏状、含钎剂芯管材（丝材）、药皮钎料、胶带状钎料等。
⑤钎剂——适当的钎剂有良好作用。
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2.2钎料与母材的相互作用
钎焊时，熔化的钎料在毛细填缝过程中往往 还会与母材发生相互物理化学作用。这些作用 可以归结为两个方面：
⑴母材向钎料的溶解
溶解作用对钎焊的影响：
利——“清理”作用、合金化
弊——化合物（脆）、填缝性变差、熔蚀
⑵钎料组分向母材的扩散
钎料与母材的相互作用可以形成下列组织：固
②反应钎剂 以Zn、Sn等重金属氯化物及提高 活性的K、Na、Li的卤化物组成。
铝用软钎剂在钎焊时均放出有害气体，应注意 通风。
扩散连接原理
的结合，这些区域进一步通过连接表面微小凸
出部位的塑性变形、母材之间发生的原子相互 扩散得以不断扩大，当整个连接界面均形成金 属键结合时，也就最终完成了扩散连接过程。
扩散连接过程的三个阶段：
A. 物理接触阶段
高温下微观不平的表面在外加压力的作
用下，一些点首先达到塑性变形，持续加压
• 主要用于：异种金属材料、陶瓷、金属间
化合物、非晶态及单晶合金
• 应用领域：航空航天、仪表及电子、核工
业、能源、化工及机械制造
二.扩散焊的分类
一些扩散焊的实例：
铜和不锈钢
铝合金泵叶轮
铝合金和铜
钼锆合金
单晶硅和单晶硅扩散焊
不锈钢板和网
碳碳和铌合金
铝合金分层制造
三.扩散连接原理
1. 固相扩散连接原理
5.中间层材料的选择
• 中间层材料是熔点低（但不低于扩散焊接温度），塑 性较好的金属，如铜、镍、铝、银等，或者与母材成 分接近的含有少量易扩散的低熔点元素的合金。一般 厚度为几十微米，以箔片地形式夹在待焊表面或采用 电镀、真空蒸镀、等离子喷涂的方式直接涂敷在待焊 件的表面，镀层厚度可以只有几微米。
3.超塑成形扩散连接基本原理
• 材料超塑性通常是指在一定温度下，组织为等轴
细晶粒且晶粒尺寸小于3um，变形速率小于10ˉ3~
10ˉ5 时，拉伸变形率可达到100%~1500%。
• 从扩散焊连接理论可知，焊接界面的紧密接触和
界面孔洞的消除与材料的塑性变形、蠕变及扩散
过程关系 密切。材料超塑性的发现，使人们联想
3.可焊接其他焊接方法难以焊接的焊件和材料，如
弥散强化合金、活性金属、耐热合金、陶瓷和复合
扩散连接原理-焊接成型原理精品课-长春工业大学
图7-5 扩散焊接过程三阶段机理示意图 (a)室温装配状态;(b)第一阶段;(C}第二阶段;(d)第三阶段
初始接触区面积的大小与材料性质、表面加工状态以及 其它许多因素有关。只有在高温下通过对连接体施加压力 ，才能使表面微观凸出部位发生塑性变形，氧化膜破坏， 使材料间紧密接触面积不断增大，直到接触面积可以抵抗
和斥力的大小相等，原子间相互作用力为零，从能量角度
看此状态最稳定。这时，自由电子成为共有，与晶格点 阵的金属离子相互作用形成金属健，使两材料间形成冶金 结合。通过上述过程和机理来实现连接的方法即为扩散连
接。
但由于实际的材料表面不可能完全平整和清洁，因而 实际的扩散连接过程要比上述过程复杂得多。固体金属的
分别为塑闭合，这种闭合过程包括:①孔洞高度的变化;②
孔洞的闭合，即凸度下降，多余的物质移向孔洞，从而增 大连接面积。
图7—9 扩散连接过程中几种物质传递机制的示意图 (a)表面源；(b)界面源；(c)体变形机制
该阶段通常还会发生越过连接界面的晶粒生长或再
结晶以及晶界迁移，使第一阶段建成的金属键连接变成牢
7)可连接结构复杂、厚薄相差悬殊、精度要求高 的各种工件，以及有封闭性连接要求的工件，如蜂窝 夹芯板等;
但由于扩散连接要求被连接材料表面加工精度高、
并能均匀加压，因而，生产率较低，加之所用设备较
贵，使其应用范围受到一定限制。
7.1.2 扩散连接方法的分类
扩散连接发展至今，已出现了多种扩散连接方法，
表面结构如图7一4所示，除在微观上表面呈凹凸不平外，
最外层表面还有0.2～0.3nm的气体吸附层，主要是水 蒸气、氧、CO2和H2S。在吸附层之下为3 ～4nm厚的 氧化层，是由氧化物的水化物、氢氧化物和碳酸盐等组成。 在氧化层之下是1 ～10μm的变形层。
扩散连接原理ppt课件
• 该方法的表面平备要求不高，其粗糙度为 40um左右。
• 焊接时间短。 • 装备轻，自动化程度高，适合于现场焊接
，也适合于室内焊接。 • 接头质量可靠。
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
液相扩散连接大致可分为以下3个阶段：
• 液相的生成。将中间层材料夹紧在焊件间，并加 上一定的焊接压力，在保护气体保护下进行加热 ，直至中间层材料液化和填满间隙。
• 等温凝固过程。当液相形成并填满焊缝间隙后， 进入保温期，它使液固相之间进行充分的扩散。
• 成分均匀化。由等温凝固形成的接头成分很不均 匀，为获得成份和组织均匀化的接头，需要继续 保温扩散来完成。
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
适用范围：
• 两母材都具有超塑性； • 可以是只有一边母材具有超塑性； • 或两母材均不具有超塑性时，只要插入具有超塑
性特性的材料作为中间层，就可以实现超塑性连 接。 • 应用领域： 难焊的有色合金之间
• 主要用于：异种金属材料、陶瓷、金属间 化合物、非晶态及单晶合金
• 应用领域：航空航天、仪表及电子、核工 业、能源、化工及机械制造
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
分子扩散焊接
分子扩散焊接分子扩散焊接是一种常见的金属焊接方法，通过将金属材料加热至一定温度，使其表面分子活跃，从而实现金属材料之间的连接。
这种焊接方式在工业生产中得到广泛应用，其原理简单，操作方便，焊接效果良好。
分子扩散焊接的原理是利用金属材料在高温下分子活性增强的特性，使得金属表面的分子能够相互扩散，从而实现金属材料之间的连接。
在焊接过程中，首先需要将待焊接的金属材料加热至一定温度，使其表面分子开始活跃。
随后，将两个金属材料的表面接触在一起，通过一定的压力和时间，促使金属表面的分子相互扩散，形成坚固的焊接接头。
分子扩散焊接的优点在于焊接接头强度高、耐腐蚀性好、焊接过程稳定等。
由于金属分子在高温下活跃，使得焊接接头的结合更加牢固，能够承受较大的拉力和剪切力。
同时，焊接接头的耐腐蚀性也较好，能够在恶劣环境下长时间保持稳定。
另外，分子扩散焊接的焊接过程相对稳定，操作简单，适用于各种金属材料的焊接。
然而，分子扩散焊接也存在一些不足之处。
首先，对于某些特殊金属材料，其分子扩散性较差，难以实现有效的焊接。
其次，分子扩散焊接需要较高的温度和压力，能耗较大，成本较高。
此外，焊接过程中可能会产生氧化现象，影响焊接接头的质量。
因此，在实际应用中需要根据具体情况选择合适的焊接方式。
总的来说，分子扩散焊接作为一种常见的金属焊接方法，在工业生产中具有重要的应用价值。
通过充分利用金属材料在高温下分子活性增强的特性，实现金属材料之间的连接，不仅可以提高焊接接头的强度和耐腐蚀性，同时也能够实现稳定的焊接过程。
然而，在使用分子扩散焊接时，需要注意选择合适的金属材料和控制好焊接参数，以确保焊接接头的质量和稳定性。
扩散连接原理.
态，扩散迁移十分迅速，因此很快就形成以金
属键连接为主要形式的接头，如图c。
C.形成可靠接头阶段
在接触部分形成结合层，逐渐向体积方向发
展，形成可靠的连接接头，如图d。
上述三个阶段是扩散焊过程的主要特征，
其过程是相互交叉进行，最终在连接界面 处由于扩散、再结晶等生成固溶体及共晶 体，有时生成金属化合物，形成可靠的连 接。该过程同时应考虑界面生成物的性质 ，如性能差别较大的两种金属，在高温长 时间扩散时，界面极易生成脆性金属间化
① 液相的生成。将中间层材料夹紧在焊件间，并加
上一定的焊接压力，在保护气体保护下进行加热
，直至中间层材料液化和填满间隙。
② 等温凝固过程。当液相形成并填满焊缝间隙后，
进入保温期，它使液固相之间进行充分的扩散。
③ 成分均匀化。由等温凝固形成的接头成分很不均
匀，为获得成份和组织均匀化的接头，需要继续
保温扩散来完成。
• 主要用于：异种金属材料、陶瓷、金属间
化合物、非晶态及单晶合金
• 应用领域：航空航天、仪表及电子、核工
业、能源、化工及机械制造
二.扩散焊的分类
一些扩散焊的实例：
铜和不锈钢
铝合金泵叶轮
铝合金和铜
钼锆合金
单晶硅和单晶硅扩散焊
不锈钢板和网
碳碳和铌合金
铝合金分层制造
三.扩散连接原理
1. 固相扩散 形成液相 b)低熔点元素向母材扩散 c)等温凝固d)等温凝固结束e)成份均匀化
瞬时液相扩散连接特点：
① 该方法的表面平备要求不高，其粗糙度为
40um左右。
② 焊接时间短。
③ 装备轻，自动化程度高，适合于现场焊接 ，也适合于室内焊接。 ④ 接头质量可靠。
第六讲扩散焊专题
美国真空工业公司生产的Workhorse Ⅱ型真空扩散焊设备 主要性能指标如下表所示：
其整套设备采用了计算机控制，真空扩散焊过程 实现了全部自动运行，并可对个工艺参数获得相当 高的控制精度。可通过预先编制的程序控制整个焊 接过程，提高了焊接过程的精度和可靠性。
一、瞬间液相扩散焊接过程
也称接触反应钎焊或者扩散钎焊，若生成低熔点的共晶体，也 称为共晶反应钎焊。 其重要特征是夹在两待焊面间的夹层材料经 加热后，熔化形成一极薄的液相膜，它润湿并填充整个接头间隙， 随后在保温过程中通过液相和固相之间的扩散而逐渐凝固形成接头。 其具体过程也分为三个阶段：第一阶段是液相生成阶段，首先将中 间层材料夹在焊接表面之间，施加一定的压力，然后在无氧化条件 下加热，使母材与夹层之间发生相互扩散，形成小量的液相，填充 整个接头缝隙；第二阶段是等温凝固阶段，液-固之间进行充分扩 散，由于液相中使熔点降低的元素大量扩散至母材中，母材内某些 元素向液相中溶解，使液相熔点逐渐升高而凝固，形成接头。第三 阶段是均匀化阶段，可在等温凝固后继续保温扩散一次完成，也可 在冷却后另行加热完成获得接头
加压只是使接触面产生微观的局部变形。扩散焊所施
加的压力较小，压强可在1～100MPa范围内变化。
只有当材料的高温变形阻力变大，或加工表面较粗糙， 或扩散焊温度较低时，才采用较高的压力。加压系统 可分为液压系统、气压系统、机械系统、热膨胀加压 等。目前主要采用液压和机械加压系统。 （5）测量与控制系统
种方法的检验灵敏度波动范围较大，要根据具体情况 选用。
二、扩散焊接头常见缺陷及产生的主要原因：
6.5扩散焊设备
进行扩散焊时，必须保证连接面及连接金属不受空气 的影响，因此要在真空或惰性气体介质中进行。现在 采用最多的是真空扩散焊。真空扩散焊可以用高频、 辐射、接触电阻、电子束及辉光放电等方法，对焊件 进行局部或整体加热。
铜铝扩散焊接
铜铝扩散焊接摘要：1.铜铝扩散焊接简介2.铜铝扩散焊接的原理3.铜铝扩散焊接的优点4.铜铝扩散焊接的应用领域5.铜铝扩散焊接的发展趋势正文：铜铝扩散焊接是一种将铜和铝通过扩散焊接方法连接在一起的技术。
这种焊接方法利用了铜和铝之间的原子扩散现象，在一定的温度和压力下，使铜和铝原子相互扩散，并在界面处形成固溶体，从而实现铜和铝的连接。
铜铝扩散焊接的原理是，在焊接过程中，铜和铝在高温下接触，由于界面处原子间距的减小，原子间的相互作用增强。
在一定的温度和压力下，铜和铝原子开始相互扩散，并在界面处形成固溶体。
随着扩散的进行，固溶体的成分逐渐改变，直到达到平衡。
此时，铜和铝原子在界面处形成一种均匀的固溶体，从而实现了铜和铝的连接。
铜铝扩散焊接具有许多优点。
首先，焊接接头的力学性能优异，具有良好的强度和韧性。
其次，焊接过程中不会产生明显的晶粒长大现象，焊缝质量高。
此外，扩散焊接可以实现铜和铝的直接连接，避免了传统焊接方法中需要使用中间层金属的问题，简化了工艺流程，提高了生产效率。
铜铝扩散焊接广泛应用于航空航天、汽车、电子、建筑等领域。
在航空航天领域，铜铝扩散焊接被用于制造发动机零件、导弹外壳等部件；在汽车领域，被用于制造散热器、燃油泵等零件；在电子领域，被用于制造手机、计算机等电子设备的散热器；在建筑领域，被用于制造铝合金门窗、幕墙等建筑构件。
随着科学技术的不断发展，铜铝扩散焊接技术也在不断进步。
未来的发展趋势主要包括提高焊接速度、降低焊接温度、扩大焊接材料范围等。
此外，研究人员还在探索新的焊接方法，以进一步提高焊接接头的性能和质量。
高分子扩散焊接
高分子扩散焊接
随着现代科技发展的不断进步，越来越多的高科技材料被应用到各个领域，其中，高分子材料作为一种新型材料，在工业和日常生活中发挥着重要的作用。
焊接是一种重要的实际技术，用于连接或连接高分子材料，而高分子扩散焊接则是一种特殊的焊接技术，可以在表面或内部实现多种复杂结构的连接。
首先，我们来讨论一下高分子扩散焊接的基本原理。
它是一种具有材料特性的物理和化学过程，它通过将两种不同的高分子材料的分子混合在一起的方式，来实现两种材料的连接和结合。
它的原理是，当高分子材料的分子遇到高温时，其分子会发生扩散，形成新的分子结构，使得两种材料的分子能够牢固的结合在一起，实现两者的连接。
其次，高分子扩散焊接具有许多优点，它可以在低温和气压下实现连接，实现功率消耗小，环保，成本低廉。
它还可以实现单面或双面的结合，可以实现大面积的连接，其结构非常结实，有良好的可靠性，耐高温，具有良好的热稳定性和耐腐蚀性。
最后，高分子扩散焊接在工业和日常生活中有着广泛的应用。
它可以用于机械设备，仪器仪表，汽车零部件以及航空航天领域的制造，特别是在抗腐蚀和耐磨性要求较高的领域，它的应用显得越来越重要。
此外，它还可以应用于家用产品，如洗衣机，电冰箱，空调等，实现寿命更加长久的连接。
从上面的讨论可以看出，高分子扩散焊接是一种具有材料特性的物理和化学过程，它有许多优点，在工业和日常生活中有着广泛的应
用，是一种较为完善的焊接技术。
在未来，高分子扩散焊接将继续发挥重要作用，促进各种新型材料的发展，为人类生活带来更加便捷，环保的科技发展环境。