擴(kuò)散焊在真空條件下（或保護(hù)軸上）保持恒定的溫度和壓力。指被連接表面相互接近接觸，局部產(chǎn)生微塑性變形，或通過被連接表面產(chǎn)生的微液相，擴(kuò)大被連接表面的物理接觸，然后在結(jié)合層原子間經(jīng)過一定時(shí)間的相互擴(kuò)散，形成結(jié)合界面的可靠連接的過程。擴(kuò)散連接基本上是高可靠性連接。是屏幕連接。一些特殊高性能構(gòu)件的制造往往要求金屬與陶瓷、鋁與鋼、鎘與鋼、金屬與玻璃等特殊合金連接或性能有較大差異的異種材料。這種難焊材料用傳統(tǒng)的焊接方法難以實(shí)現(xiàn)可靠的連接，為了適應(yīng)這一要求，作為固相連接方法之一的擴(kuò)展連接技術(shù)受到重視，成為連接領(lǐng)域的新熱點(diǎn)。

擴(kuò)散焊接連接的分類

可以根據(jù)不同的準(zhǔn)則對(duì)擴(kuò)展連接方法進(jìn)行分類。通?？煞譃楣滔鄶U(kuò)散連接和固液擴(kuò)散連接兩種。固相擴(kuò)散鍵的界面反應(yīng)全部在固相狀態(tài)下進(jìn)行。固液擴(kuò)散連接是指由于界面組成的變化而在連接溫度下形成液相的異種材料之間的相互擴(kuò)散。在形成液相之前，固相擴(kuò)散連接和固液擴(kuò)散連接的原理相同。當(dāng)形成液體狀態(tài)時(shí)，固液擴(kuò)散連接實(shí)際上變?yōu)楹附雍蛿U(kuò)散焊接。連接時(shí)也可以分為中間層是否填充、連接氣氛等。

根據(jù)擴(kuò)散連接的定義，如圖1-1所示，各種材料擴(kuò)散連接接頭的組合可分為4種。

一般來說，擴(kuò)頻連接有兩種分類方法（見表1-1），各擴(kuò)頻連接的特點(diǎn)如下：

1.同種材料的擴(kuò)散連接

同種材料擴(kuò)散鍵通常是指兩種同種金屬直接接觸或加入中間層的擴(kuò)散鍵。同種材料擴(kuò)散連接一般要求焊接表面制造質(zhì)量高，焊接時(shí)施加較大壓力，焊后擴(kuò)散頭的化學(xué)成分、組織和母材基本一致。在相同的材料中，Ti、Cu、Zr、Ta等容易擴(kuò)散結(jié)合。鋁及其合金、含AI、Cr、Ti的鐵基和鈷基合金不易除去氧化物，不易擴(kuò)散結(jié)合。相同材料的固體擴(kuò)散連接通常在擴(kuò)散連接裝置的真空室或保護(hù)氣氛中進(jìn)行。

2.異種材料擴(kuò)散焊接

異種材料的擴(kuò)散連接是指兩種不同金屬、合金或金屬與陶瓷、石等非金屬材料的擴(kuò)散連接，異種金屬的化學(xué)成分、物理性能等有明顯差異，兩種材料的熔點(diǎn)、線膨脹系數(shù)、電磁性能、氧化性等差異越大，擴(kuò)散連接越困難。不同材料的粘結(jié)擴(kuò)散可能會(huì)出現(xiàn)以下問題：。

1）線膨脹系數(shù)不同，結(jié)合面產(chǎn)生熱應(yīng)力，界面附近產(chǎn)生裂紋。

2）在擴(kuò)散結(jié)合面上，由于由牙金反應(yīng)形成的低熔點(diǎn)工藝或脆性金屬間化合物，界面容易產(chǎn)生龜裂或斷裂。

3）由于兩種材料的擴(kuò)展系數(shù)不同，擴(kuò)散接頭可能出現(xiàn)擴(kuò)散孔。對(duì)于一般的固體擴(kuò)散接合方法難以焊接或焊接效果差的材料，通過在焊接材料之間加入過渡金屬或合金（稱為中間層）層，可以焊接困難或不適合冶金的許多異種材料?？梢院附雍更c(diǎn)高的同種或異種材料。在焊接材料或中間層合金中含有揮發(fā)性元素的情況下，不優(yōu)選使用該方法。

3.瞬間（過渡）液相擴(kuò)散連接

瞬間（過渡）液狀擴(kuò)散連接是指在擴(kuò)散連接中出現(xiàn)接頭區(qū)間時(shí)出現(xiàn)微量液狀的擴(kuò)散連接方法，即利用在一定溫度下支撐異種金屬焊接而形成低熔點(diǎn)工藝的特征，加速擴(kuò)散工藝的連接方法。在擴(kuò)散連接過程中，中間層與母材的共晶反應(yīng)形成非常薄的液態(tài)薄膜，該液態(tài)膜充滿整個(gè)接頭間隙后，再次等溫凝固，進(jìn)行均勻化擴(kuò)散處理，得到均勻的擴(kuò)散連接接頭，微量液態(tài)的出現(xiàn)有助于改善界面接觸狀態(tài)，可使用較低的擴(kuò)散壓力。

獲得微量液體狀態(tài)的方法主要有以下兩種。

（1）利用能夠利用共晶反應(yīng)在一部分異質(zhì)材料之間形成低熔點(diǎn)工業(yè)品的特征進(jìn)行液相擴(kuò)散連接（稱為共晶反應(yīng)擴(kuò)散連接）。該方法在形成液相后立即降溫凝固，嚴(yán)格控制溫度，以避免過量的液相繼續(xù)生成。將工業(yè)品反應(yīng)擴(kuò)散連接原理應(yīng)用于中間層擴(kuò)散連接時(shí)，液相總量可由中間層厚度和溫度控制，該方法稱為瞬時(shí)液相擴(kuò)散連接（成皮液相擴(kuò)散連接）。

（2）添加特殊合金或材料時(shí)，含有少量元素（例如B、Si、Be等），該元素與母材成分類似，但不僅可以降低熔點(diǎn)，而且可以迅速擴(kuò)散到母材中，將該釬料作為中間層，以片或涂布方式添加。該纖維層的厚度比釬焊薄，釬焊的凝固在等溫狀態(tài)下完成，釬焊的凝固在冷卻過程中凝固。

4.超塑性成形擴(kuò)散焊接

該擴(kuò)散連接工藝的特點(diǎn)是高溫下具有相變超塑性的材料，在高溫下能在較低壓力下同時(shí)實(shí)現(xiàn)成型和擴(kuò)散連接，擴(kuò)散連接壓力低，與成型壓力一致，擴(kuò)散時(shí)間長，可長達(dá)數(shù)小時(shí)使用這種組合工藝可以在一個(gè)熱循環(huán)中實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的熱循環(huán)?？梢灾圃炜盏囊惑w結(jié)構(gòu)零件。采用該方法的條件之一是材料的超塑性成形溫度接近擴(kuò)散連接溫度，該擴(kuò)散連接在低真空度下進(jìn)行。在超塑狀態(tài)下進(jìn)行擴(kuò)散連接有助于提高焊接頭的質(zhì)量。這種方法已經(jīng)應(yīng)用于航空航天產(chǎn)業(yè)。

5.熱等靜壓擴(kuò)散焊接

熱等靜壓擴(kuò)散連接是熱等靜壓設(shè)備中的擴(kuò)散連接。在擴(kuò)散連接前，應(yīng)將組裝好的工件密封在薄軟金屬袋中，抽真空將進(jìn)氣口密封。然后，將整個(gè)袋放入加熱室進(jìn)行加熱，利用高壓氣體和實(shí)際空氣中的壓力差，使工件進(jìn)行各房間的擴(kuò)散連接。施加均勻等靜壓，在高溫高壓下完成擴(kuò)散連接過程。

由于壓力的各方向均勻，所以工件的變形少。如果要焊接的表面位于由兩個(gè)工件本身構(gòu)成的腔內(nèi)，則可以使用真空電子束焊接等方法將工件的周圍封裝，該方法焊接時(shí)的加壓壓力高，可以達(dá)到100MPa，工件袋充滿膠囊。不使用時(shí)用夾子夾住，防止工件變形。這種方法特別適用于脆性材料的大膽結(jié)合。