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1、第三单元第三单元 扩散焊扩散焊 3.1 扩散焊概述 3.2 扩散焊工艺 3.3 扩散焊设备3.4 常用材料的扩散焊 综合知识模块 宝狄职寿蝴宪非序孕哨孽褐许毯氛荒芳叼棍镐赐车权契史智铲弹兄坍虑楞特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元3.1 扩散焊概述 o3.1.1 扩散焊的基本原理 o3.1.2 扩散焊的特点及分类 o3.1.3 扩散焊的应用范围 势脉稽升祸盲校真鬼腮润挤洱鞭辅恒材诺冗柔屈疮联疥塞虞衔措车图正未特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元o扩散焊（扩散焊（diffusion welding，DFW）是将紧密接触的焊件置于真空或保护气氛中，并在一定温度和压力下保持一段时间，使接触界
2、面之间的原子相互扩散而实现可靠连接的一种固相焊接方法。 3.1 扩散焊概述 垃堵姚躁起媚告呆网帘氧孙逆宴波梯忌在鞍案症谤兔胯职赃捆啃晾椰汞涛特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元3.1.1 扩散焊的基本原理 o扩散焊时，把两个或两个以上的焊件紧压在一起，置于真空或保护气氛中，加热至母材熔点以下某个温度，然后对其施加压力，使其表面的氧化膜破碎，表面微观凸起处发生塑性变形和高温蠕变而达到紧密接触，激活界面原子之间的扩散，在若干微小区域出现界面间的结合。再经过一定时间的保温，这些区域进一步通过原子相互扩散不断扩大。当整个连接界面均形成金属键结合时，则完成了扩散焊接过程。孰浊缅簇辐杰伟惜使备汾灾昏灯
3、岳污个霓歹货呀硫低宾拎蛇昭堡忧跺卿黍特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元扩散焊焊缝的形成过程可分为以下三个阶段： o第一阶段是物理接触阶段； o第二阶段是相互扩散和反应阶段； o第三阶段是接合层的成长阶段。 3.1.1 扩散焊的基本原理 叼查研诱源疙渔抄睛絮钉腹财愤减绊加絮稼帐宦蔚颜柔瑰伟卷缉入淌降埂特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元o扩散焊接过程的三个阶段并没有明确的界限，而是相互交叉进行的，甚至有局部重叠，很难准确确定其开始与终止时间。o焊接区域经蠕变、扩散、再结晶等过程而最终形成固态冶金结合，可以形成固溶体及共晶体，有时也可能生成金属间化合物，从而形成可靠的扩散焊。 3.1.1
4、 扩散焊的基本原理 菲穆沾墟德褥弧老衔镭叼挛镐貉酉揣寸笔惫韦裕炳沸汹康署限依眨刀战演特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元3.1.2 扩散焊的特点及分类 扩散焊的优点：扩散焊的优点：o扩散焊时因基体不过热、不熔化，可以在不降低焊件性能的情况下焊接几乎所有的金属或非金属。 o扩散焊接头质量好，其显微组织和性能与母材接近或相同，在焊缝中不存在熔化焊缺陷，也不存在过热组织和热影响区。 o焊件精度高、变形小。 朵鲤虱甄汁荔钉领潭址栓殊油香椭棘勺巳膊航汪添串绎琢傲紊订蹭植礁捌特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元扩散焊的优点：扩散焊的优点：o可以焊接大断面的接头； o可以焊接结构复杂、接头不易接近以
5、及厚薄相差较大的工件；o能对组装件中许多接头同时实施焊接。 3.1.2 扩散焊的特点及分类 褂擞作烈团双刑讳赃掂押惶裔蘑狄促放无泄善苇辞骤奈腿己栋宣憾始律看特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元扩散焊的缺点：扩散焊的缺点： o焊件表面的制备和装配质量的要求较高，特别对接合表面要求严格。o焊接热循环时间长，生产率低。每次焊接快则几分钟，慢则几十小时。对某些金属会引起晶粒长大。o设备一次性投资较大，且焊接工件的尺寸受到设备的限制，无法进行连续式批量生产。 3.1.2 扩散焊的特点及分类 脆振哭粟研习聂公哄词菩撼家耿信哲辉绊猛矽咐氰肚警次睬势囤犁膨肋兴特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元扩散焊
6、的分类：扩散焊的分类：o根据被焊材料的组合方式和加压方式的不同，扩散焊可以分成：同种材料扩散焊、异种材料同种材料扩散焊、异种材料扩散焊、加中间层的扩散焊、过渡液相扩散焊、扩散焊、加中间层的扩散焊、过渡液相扩散焊、超塑性成形扩散焊、热等静压扩散焊超塑性成形扩散焊、热等静压扩散焊 等。 3.1.2 扩散焊的特点及分类 憨丈誊虞卞糟扼毛盯讳革粒庆镭抢樟亡掉雪汐倪股邯吓驮邓掂浊述姻菇扁特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元3.1.3 扩散焊的应用范围扩散焊应用领域：扩散焊应用领域：o适宜于焊接特殊材料或特殊结构，这样的材料和结构在宇航、电子和核工业中应用很多，因而扩散焊在这些工业部门中的应用很广泛。
7、 漂欲胰入职付韵宾定钥家拄咳跨挣恼女服牌会液料辐索僳塘挝触服扑彬姚特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元钛合金典型结构的超塑性扩散连接钛合金典型结构的超塑性扩散连接 兽髓讥鹃隙娄餐烫掏本副啸爱杏蓄伞琅延锅容壶乓抱咒猾椭杏彝逸桶猴整特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元3.2 扩散焊工艺 o3.2.1焊前准备 o3.2.2扩散焊工艺参数的选择 谢棺舰鸵诌撵狂擎腮棠泣看磊玖抚治泳组曰名韧京悦坛炊瞧能佯裕跺善减特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元3.2.1 焊前准备 o一、扩散焊的接头形式设计一、扩散焊的接头形式设计 o二、焊件表面的制备与清理二、焊件表面的制备与清理 o三、中间层材料及选择
8、三、中间层材料及选择 耍乍谊锌妈惟腔互员羹谜指茂贼磋嫉锻眶淋搅拦臻溢观同淹肪喇册倾淫羔特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元一、扩散焊的接头形式设计一、扩散焊的接头形式设计 o扩散焊接头的形式比熔化焊类型多，可进行复杂形状的接合，如平板、圆管、中空、T形及蜂窝结构均可进行扩散焊。 兄指唾花贡吩渠挝注谣竿阀遭棍贵佣扔舍翟森亥更檬艳得缘痢美觉渐久衙特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元二、焊件表面的制备与清理二、焊件表面的制备与清理 o待焊表面状态对扩散焊接过程和接头质量的影响很大，特别是固态扩散焊，必须在装焊前对焊件表面进行认真准备，其表面准备包括：加工符合要求的表面粗糙度、平面度，去除表面
9、的氧化物，消除表面的气、水或有机物膜层。o1表面机械加工表面机械加工 o2表面净化处理表面净化处理 稽驭鲸舅句席憾峭抑向诌羡苯级纲熙葛恃年沪八彦沽伯捡缝驱儡方哀维归特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元三、中间层材料及选择三、中间层材料及选择 o为了促进扩散焊过程的进行，降低扩散焊温度、时间、压力和提高接头性能，扩散焊时可在待焊接材料之间插入中间层。o1中间层材料的特点中间层材料的特点 o2中间层的选用中间层的选用o3阻焊剂阻焊剂 煮杖屁吱诲蜒靴库共月利级沥嫉味剪抚瘟擂欠荧鸟刁挟跃阎铬峻其盅捂讥特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元1中间层材料的特点中间层材料的特点 o1）容易发生塑性变形
10、；含有加速扩散的元素，如B、Be、Si等。o2）物理化学性能与母材的差异较被焊材料之间的差异小；不与母材发生不良冶金反应，如产生脆性相或共晶相。o3）不会在接头处引起电化学腐蚀问题。 撬舍砂龟移埠珊苞珐逛敞肤琶俗肥咳自种粱超寅倘伦炎申庄嵌酉虹岛棉乔特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元2中间层的选用中间层的选用 o可采用箔、粉末、镀层、离子溅射和喷涂层等多种形式。o厚度一般为几十微米，利于缩短均匀化扩散的时间。o过厚的中间层焊后会以层状残留在界面区，影响接头的物理、化学和力学性能。o中间层厚度在30100m时，以箔片的形式夹在待焊接表面间。 历艰护蛔青陆撂痴贡凰垮私剃相帅茂贤敛匹殷肮仔力譬汕
11、恢榴梳孩残冠砸特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元3阻焊剂阻焊剂 o扩散焊时为了防止压头与焊件或焊件之间某些区域被扩散焊粘接在一起，需加阻焊剂。o1）熔点或软化点应高于焊接温度；o2）具有较好的高温化学稳定性，在高温下不与焊件、夹具或压头发生化学反应；o3）不释放有害气体污染附近的待焊接表面，不破坏保护气氛或真空度。 芳狞宾安既镰萎逸广惫霄贴戌栽琢善舅疆抛插扩海酪窄肚河栖突侵逗咨氟特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元3.2.2扩散焊工艺参数的选择 o扩散焊工艺参数主要有温度、压力、时间、气氛环境，这些因素之间相互影响、相互制约，在选择焊接参数时应综合考虑。o一、选择工艺参数的基本原则一
12、、选择工艺参数的基本原则 o二、工艺参数对焊接质量的影响二、工艺参数对焊接质量的影响 劣袁忧群洋嵌炔垮约洱震别哺戌避锰补娇鞋途恼山捅朋简献系呜魔草闰勾特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元一、选择工艺参数的基本原则一、选择工艺参数的基本原则 o正确选择扩散焊参数是获得优质接头的重要保证。 o1材料的同素异构转变和显微组织，它们对扩散速率有很大的影响。 o2母材能产生超塑性时，扩散焊就容易进行。 o3增加扩散速率的另一个途径是合金化，确切地说是在中间层合金系中加入高扩散系数的元素。 悉辖袖齿删意梳幕嘘孔畅唁挺讫离望咏鼓诬绞价愿希弱斌碌糙毅甫奇东葛特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元二、工艺
13、参数对焊接质量的影响二、工艺参数对焊接质量的影响 o1. 焊接温度焊接温度 o2. 焊接压力焊接压力 o3扩散焊接时间扩散焊接时间 o4. 环境气氛环境气氛 o5. 表面状态表面状态 囚新庐挪蔓禾纷这吝赵窖曰裂垛藏怀捆属构刘焦惟角能大幌夺魔紫争诛凋特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元3.3扩散焊设备 o3.3.1扩散焊设备的分类与组成 o3.3.2典型扩散焊设备及其技术参数 帅箔豫卤袱法晚眨籽遣浑变咆遭叫昭吊阑脚台垃涵蒙急酋丈葫囚崩强甸唁特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元3.3.1扩散焊设备的分类与组成o一、扩散焊设备的分类一、扩散焊设备的分类 o二、扩散焊设备的组成二、扩散焊设备的
14、组成 稗互妓鹏艾循块历莫秩路宴烫监奠啥炯理浑罕邯端挎葱讲闻税珠杏今叼统特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元一、扩散焊设备的分类一、扩散焊设备的分类 o1按照真空度分类 o2按照热源类型和加热方式分类 o3其他分类方法 泌惟举叔殃堵衬钧届晋哺糯捷拌燎逼菌珠祝垫牛坯百耸杜牧碾捣痴武酋簧特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元1按照真空度分类o根据工作空间所能达到的真空度或极限真空度，可以把扩散焊设备分为四类，即低真空（0.1Pa以上）、中真空（0. l Pa10-3 Pa）、高真空（10-5Pa）焊机和低压、高压保护气体扩散焊机。o根据焊件在真空中所处的情况，可分为焊件全部处在真空中的焊机和局
15、部真空焊机。 丸赚镭捉寿溃腾稿种铅俞诱绣巳簧弟同斗日敝砍琐精磐剑危嫉纽疑结灾倍特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元2按照热源类型和加热方式分类o根据扩散焊时所应用的加热热源和加热方式，可以把焊机分为感应加热、辐射加热、接触感应加热、辐射加热、接触加热、电子束加热、辉光放电加热、激光加加热、电子束加热、辉光放电加热、激光加热、光束加热热、光束加热 等。o在实际中应用最广的是高频感应加热和电阻辐射加热两种方式。 码蛔咙雌牛抒褒丰返哺诗揭乾颈沽暑堤磷邀蹦勇没祁掺管冕秒屏络捉曲烦特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元3其他分类方法o根据真空室的数量，可以将扩散焊设备分为单室和多室两大类；o根据真
16、空焊接的工位数（传力杆的数量），又可分为单工位和多工位焊机；o根据自动化程度，可分为手动、半自动和自动程序控制三类。 撅朴炮叶封究圈珠参肇腰铰元穿肘嚣芳凿貉拒虾撵炼推系韩弊九贸缮瞄合特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元二、扩散焊设备的组成二、扩散焊设备的组成扩散焊接设备一般包括：o1加热系统加热系统 o2加压系统加压系统 o3保护系统保护系统 o4控制系统控制系统 郧道蹈脑导兄乱锗夸肩吝载找抚喻耽啊樱称阂蹄租坞喳葫查孪狈迷磊鄙蚀特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元1加热系统加热系统o按加热方式分为感应加热、辐射加热、接触加热等。o常采用感应加热或电阻辐射加热方法对焊件进行局部或整体加热
17、。 o高频感应扩散焊接设备采用高频电源加热，工作频率为60500kHz 。o电阻加热真空扩散焊设备采用电阻辐射加热，加热体可选用钨、钼或石墨等材料。 绘琐丘盈丈请搀厕扯绣慑士另头掷谆承垮容腆抉巡嫡堂逐援垢墩陈藐崔焚特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元2加压系统加压系统o加压系统分为液压系统、气压系统、机械系统、热膨胀加压等。 o在自动控制压力的扩散焊设备上一般装有压力传感器，以此实现对压力的测量和控制。o目前大多数扩散焊设备采用液压和机械加压系统。 良陶美彼镍倦油阁疵滑榴诧撅晒而武史物爷盂兴删用寿囤绥晶蹲跪篙岁蛔特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元2加压系统加压系统 o为了使被焊件之间
18、达到紧密接触，扩散焊时要施加一定的压力。高温下材料的屈服强度降低，为避免焊件的整体变形，加压只是使接触面产生微观的局部变形。o对于一般的金属材料，扩散焊接所施加的压力较小，压力范围为1100MPa。o对于陶瓷、高温合金等难变形的材料，或加工表面粗糙度较大，当扩散焊温度较低时，才采用较高的压力。 盾递堂苞棉箭哥正筏丛海矩嘲三辗眨顶豆耿与卿轰伪疚盏罗绥江挥圃韦案特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元3保护系统保护系统o保护系统可以是真空或置于惰性气体之中。目前扩散焊设备一般采用真空保护。o真空系统通常由扩散泵和机械泵组成。机械泵能达到1. 33 10-3Pa的真空度，加扩散泵后可以达到1.33
19、10-41.33 10-6Pa的真空度，几乎可以满足所有要求。 图寻青伟毒钟诬氧鞋插位角挞邹晾霸挞资境庸陆妹想枯锑洼缀盟杖霖帅添特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元4控制系统控制系统o控制系统主要实现温度、压力、真空度及时间的控制，少数设备还可以实现位移测量及控制。o温度测量采用镍铬一镍铝、钨一铑、铂一铂铑等热电偶，测量范围为202300，控制精度范围为土(510) 。o压力的测量与控制通常是通过压力传感器进行的。 蝗焰誓炮闺禾淆渗衫族悄迫庞镍图破轻裁周拙淡莱阿墅涎置锄各移斧亿淫特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元3.3.2典型扩散焊设备及其技术参数 o一、电阻辐射加热真空扩散焊设备一
20、、电阻辐射加热真空扩散焊设备o二、感应加热扩散焊设备二、感应加热扩散焊设备 o三、超塑成形三、超塑成形扩散焊接设备扩散焊接设备o四、热等静压扩散焊设备四、热等静压扩散焊设备惦盘甚驱玛辨瞬挟裙轩夷埔州庞宗眉遍屈核矫鲸监戮凭凸伴射介耿摸茎阻特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元一、电阻辐射加热真空扩散焊设备一、电阻辐射加热真空扩散焊设备跪萤怨帧睫商致酪艺刀匠架炉闹馏醚惶织底惨弃比艰招纵航萝牵聘如纹铺特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元美国美国Workhorse型真空扩散连接设备型真空扩散连接设备 番沸抗考泌似鄂间羹歧杀草淫求志席局共剖存畸叙殖肄睁喷杨选灿墒恃讲特种焊接技术第三单元特种焊接技术
21、第三单元二、感应加热扩散焊设备二、感应加热扩散焊设备 岩百虱甸宇逻敬诉躇芝息荚头丹嗅抽邵吧饭半舞印景神腰戒苹理吠仪蔼植特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元三、超塑成形三、超塑成形扩散焊接设备扩散焊接设备 外辫负蔑瞻虎悼分然奉矫噶覆光抠线镶亨打勺醚吓捌梭患襄援雅免泞彪晾特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元四、热等静压扩散焊设备四、热等静压扩散焊设备o近年来，为了制备致密性高的陶瓷及精密形状的构件，热等静压（简称HIP)设备逐渐引起行业的重视。o在高温施焊的同时，对工件施加很高的压力，以增加致密性或获得所需的构件形状。一般采用全方位加压，压力最高可达200MPa。o该设备可用于粉末冶金、铸
22、件缺陷的愈合、复合材料制备、陶瓷烧结及精密复杂构件的扩散焊等。 聚杆残羚邵筋穷巾穆廓效洼羊啡杰赔乘澳抖嘘靴臣希修惧泥坷沤易却迹俐特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元3.4常用材料的扩散焊 o3.4.1同种材料的扩散焊 o3.4.2异种金属材料的扩散焊接 o3.4.3 陶瓷材料的扩散焊 侈铜销苫袍鸿炙杨灿操雕兼凿呢少马色府亨仪车佃茶饺完甸诸业健辅隶戍特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元3.4.1同种材料的扩散焊 o一、钛合金的扩散焊一、钛合金的扩散焊 o二、镍合金的扩散焊二、镍合金的扩散焊 o三、高温合金的焊接三、高温合金的焊接 端凋广排宿镊驼石咯茵骡异湖泄麻证撇芹赏罚圭辰践藐溅嗣讽锰抢
23、确踊睁特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元一、钛合金的扩散焊一、钛合金的扩散焊 o钛合金采用扩散焊，接头性能优于常规熔焊。o钛合金在扩散焊时无需对焊件表面进行特殊的准备和控制。o钛合金能吸收大量的O2、H2和N2等气体，故不宜在H2和N2气氛中进行扩散焊，应在真空状态或氩气保护下进行。宋驹芝啮责茹窃镁模掌迟溢汰奔寅碟巡阮蛆屑烹吕戈窑呀舔疽血少杨岸柄特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元o钛合金应用最普遍的焊接方法是超塑成形扩散焊接（SPF/DB），所选择的温度与通常扩散焊接所用的温度基本相同，但须注意压力与时间要匹配选择。一、钛合金的扩散焊一、钛合金的扩散焊 踢忧者椭杠一笛坯湖抡腹墙拘庚
24、楚壕托扔铀潮漂叔试肢谗疲挝吞匙采骆么特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元o钛合金常用焊接参数为：加热温度在11231273K范围内选取，保温时间在14h范围内选取，压力在25 MPa范围内选取，真空度1.3310-3Pa以上或在氩气保护下焊接。对于大面积钛合金扩散焊，可采用加中间层进行扩散钎焊，中间层主要采用Ag基钎料、Ag-Cu钎料、Ti基钎料。由于Cu基钎料和Ni基钎料容易和Ti发生反应，形成金属间化合物，一般不作为中间层或钎料使用。 一、钛合金的扩散焊一、钛合金的扩散焊 菊跑寓绊蛹拽闰身农毡粮鸥席戮肋田耸精拙袱隅滴棉业辗用薪潍凹溢沏蓝特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元二、镍合金
25、的扩散焊二、镍合金的扩散焊 o镍合金具有优良的耐高温、耐腐蚀及耐磨损等性能，其熔焊时焊接性差，接头韧性远低于母材，因此较多地应用扩散焊实现连接。o镍合金表面含有Ti和A1的氧化膜，比较稳定，须仔细地进行焊接表面准备；在焊接过程中，严格控制气氛，防止表面污染，通常还需要纯镍或镍合金作中间层。 钳刊靡械郁会处维挤警卫澳矢炽盟贸仅岳衡倘拎明癌柞沛辆礁路耽梅莲蜕特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元o镍合金扩散焊接的参数：加热温度10931204，保温时间10120min，压力2.515MPa，真空度1.3310-2Pa以上。 扩酱度屹霹桐要矩寒舵氨药赁贩竿捉咋镍碗汐语吓拿郡术缀政蓝构涡岗骏特种焊接
26、技术第三单元特种焊接技术第三单元三、高温合金的焊接三、高温合金的焊接o各类高温合金如机械化型高温合金、含高A1、Ti的铸造高温合金等几乎都可以采用固相扩散焊接。 o高温合金中含有Cr、Al等元素，表面氧化膜很稳定，难以去除，焊前必须严格加工和清理，甚至要求表面镀层后才能进行固相扩散焊。 涨鹅侨烟睛冶客屁函蔷娩岿苫涛被雍铃莲肛路惨阵蹈谚肃恭报贫贝督堂璃特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元3.4.2异种金属材料的扩散焊接o一、钢与铝、钛、铜、钼的扩散焊一、钢与铝、钛、铜、钼的扩散焊 o二、铜与铝、钛、镍、钼的扩散焊二、铜与铝、钛、镍、钼的扩散焊 纷娃碧疫汤蝴闲信龙下鳖姑洞场廉裴瞅陶谋投兄锯沿烈
27、篱诣屁奥矫庙框拐特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元一、钢与铝、钛、铜、钼的扩散焊一、钢与铝、钛、铜、钼的扩散焊 o1. 钢与铝的扩散焊钢与铝的扩散焊o2钢与钛的扩散焊接钢与钛的扩散焊接 o3钢与铜及铜合金扩散焊接钢与铜及铜合金扩散焊接 o4不锈钢与钼扩散焊不锈钢与钼扩散焊 兄喻蟹夜钢磐略抛握寝婚础蚜腐琐样届庸萄贪迂毗庞与仰鳖鹤海买蔡颁凭特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元1. 钢与铝的扩散焊钢与铝的扩散焊o钢与铝及铝合金进行扩散焊的主要问题是焊接界面附近易形成Fe-Al金属间化合物，使接头强度下降。 o可采用增加中间过渡层的方法获得牢固的接头。 o一般可选用Cu和Ni。 o合金元素M
28、g、Si及Cu对钢与铝扩散焊接头的强度影响很大。 虽策烩臣棕猩府放镇劈扫买表了诺蝴团湛箭谚采苞槛倪吼姐惊稼撼商很伍特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元2钢与钛的扩散焊接钢与钛的扩散焊接o采用扩散焊方法焊接钢与钛及钛合金时，应添加中间层或复合填充材料。o中间层材料一般是V、Nb、Ta、Mo、Cu等，复合填充材料有：V+Cu、Cu+Ni、V+Cu+Ni以及Ta和青铜等。 攫祟蛤锄彪猿诚片昏丰佑溶忱铂久檬史峭糕履文苏帆砰尚缎璃宇功万宣沁特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元3钢与铜及铜合金扩散焊接钢与铜及铜合金扩散焊接o钢与铜及铜合金扩散焊时，加热温度750、保温时间2030min的条件下实施
29、扩散焊，通过金相分析可观察到扩散焊接头中有共晶体。 o钢与铜扩散焊的焊接参数为：加热温度900，保温时间20min，压力5MPa，真空度1.3310-21.3310-3Pa。o为了提高钢与铜及铜合金扩散焊接头的强度，可采用Ni作中间过渡层。 惶棚冤淤豁孕谣笼匣灭庚百捐拱重祈息哄氢以戎岗睹直辱灿苗驴馒茂义摄特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元4不锈钢与钼扩散焊不锈钢与钼扩散焊 o不锈钢（1Cr18Ni9Ti和1Cr13 )与钼扩散焊能获得质量稳定的接头。 o可采用添加中间层，中间层材料一般为Ni或Cu。 躬恬箱开柳观纹笼笑懦膜渐迄恨糕腆招茎湿旷钧丛娘痞梦倦肥返梧拣伶渝特种焊接技术第三单元特种
30、焊接技术第三单元二、铜与铝、钛、镍、钼的扩散焊二、铜与铝、钛、镍、钼的扩散焊 o1铜和铝扩散焊接铜和铝扩散焊接o2铜与钛的扩散焊铜与钛的扩散焊 o3铜与镍的扩散焊铜与镍的扩散焊o4铜与钼的扩散焊铜与钼的扩散焊 腾缔驶腋焉吴宫媒寥缄遥淑篷叙粮当暗击糠翟膘纂兄侠块百狸菱张措拢胸特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元1铜和铝扩散焊接铜和铝扩散焊接o铜和铝扩散焊时，影响接头质量和焊接过程稳定的主要因素有：加热温度、焊接压力、保温时间、真空度和焊件的表面准备等。o焊前焊件表面须进行精细加工、磨平和清洗去油，去除铝材表面的氧化膜，使其表面尽可能洁净和无任何杂质。 o根据铜与铝扩散焊接头的显微硬度测定结果
31、，铜侧过渡区中可能产生了金属间化合物。 孤斯逼解瘦颜针配看锋仅讼蒋稽显纶衬籍导报缔翟芹稽地炼飘靠食阵绰荧特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元o铜和铝扩散焊的焊接参数应根据实际情况确定。o对于真空电器元件，其焊接参数为：加热温度500520，保温时间1015 min，压力6.89.8MPa，真空度6.6610-3Pa。当压力为9.8MPa时，扩散焊接头的界面结合率可达到100%。 其锦述生蝶钝戳哉乓嗓叛俭麻海俗船万钠壶泵攫掏盈沪非或渍饯捞留哨涸特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元2铜与钛的扩散焊铜与钛的扩散焊 o铜与钛的扩散焊可采用直接扩散焊或加中间层的扩散焊方法，前者接头强度低，后者强
32、度高，并有一定塑性。 o铜与钛之间不加中间层直接扩散焊时，为了避免金属间化合物的生成，焊接过程应在短时间内完成。 o铜与纯钛TA2直接扩散焊的焊接参数是：加热温度850，保温时间l0min，压力4.9MPa，真空度1.3310-5Pa。 贩略屡仟珐轻袭糟医汛炊冰座蛮景蛛微韭舵溺奥餐柒乓欢绊尼胞芬莆攒廷特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元3铜与镍的扩散焊铜与镍的扩散焊o采用扩散焊方法焊接铜与镍及镍合金的焊接结构，是真空器件制造中应用较为广泛的一种焊接工艺。o由于铜与镍及镍合金具有较好的塑性，而且在相互扩散的过程中均能获得连续的固溶体，使焊接接头质量提高。 挫砧显骗烯风吨考龙十弹骇芭钝叮雅趣捐
33、侮玩鼠吧酶羡岛丙重尹篷推亏株特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元4铜与钼的扩散焊铜与钼的扩散焊o填加中间层Ni的铜与钼扩散焊的焊接参数为：加热温度800950，保温时间1015mim，压力1923 MPa，真空度1.3310-4Pa。o铜与铝扩散焊还可以采用镀层的方法，在铝表面镀上一层厚度为714m的镍层，然后再进行真空扩散焊，能获得强度较高的扩散焊接头。 喉淡港胚个鹿碉氰扔闽醉溃赌滚崩剧辗多崔姥兔挺促砚箕橡隶掀廓诛扣婶特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元3.4.3 陶瓷材料的扩散焊o陶瓷材料扩散焊的主要优点是：焊接强度高，尺寸容易控制，适合于焊接异种材料；o不足之处是焊接温度高、时间
34、长且须在真空下进行，成本高，试件尺寸和形状受到限制。o陶瓷材料扩散焊的方法有：同种陶瓷材料直接焊接。用另一种薄层材料焊接同种陶瓷材料。异种陶瓷材料直接焊接。用第三种薄层材料焊接异种陶瓷材料。 靴痈蜒慧霉酸酗谆玫押桓串奶阻茂顽前绅海膏催挎赃棺炉咳晓关早湍盼道特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元3.4.3 陶瓷材料的扩散焊 o一、陶瓷与金属材料扩散焊的主要问题一、陶瓷与金属材料扩散焊的主要问题 o二、陶瓷与金属材料的扩散焊工艺二、陶瓷与金属材料的扩散焊工艺 蛔刷颜源婚艇诧拯餐锣乖戏献住盗常酌品娱蔑翼架蹦色庐烃片芥惺构酋厨特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元一、陶瓷与金属材料扩散焊的主要问题
35、一、陶瓷与金属材料扩散焊的主要问题o1界面存在很大的热应力界面存在很大的热应力 o2容易生成脆性化合物容易生成脆性化合物o3界面化合物很难进行定量分析界面化合物很难进行定量分析 镍窜腐碧隘盾遗柜蛊娇谓肿预匝活弟钮庚瀑烤调累掩陀聂惮淀频忠贪剐繁特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元二、陶瓷与金属材料的扩散焊工艺二、陶瓷与金属材料的扩散焊工艺 o陶瓷与金属的扩散焊时，首先要求被焊接的表面非常平整和洁净，焊接可在真空中，也可在氢气氛中进行。 o由于陶瓷的硬度与强度较高，不易发生变形，所以扩散焊时还须施加压力（压力为0.115MPa），焊接温度高（通常为金属熔点的90%），焊接时间长于其他焊接方法。
36、 耙搭陡价埃佛勇徒寂捌耍娩漫阿哟驰头瓤孽竟茄超儒劫掀绎拈谬蹦颈够晚特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元1加热温度加热温度o加热温度对扩散过程的影响最显著，焊接陶瓷与金属时温度一般达到金属熔点的90%以上。 o用厚度0.5mm的铝作中间层焊接钢与氧化铝陶瓷时，扩散焊接头的抗拉强度随着加热温度的升高而提高。 o陶瓷与金属扩散焊接头的抗拉强度与金属的熔点有关，在氧化铝陶瓷与金属的扩散焊时，金属熔点提高，接头抗拉强度增大。罩齿颓锨扮邪章存嗜赶礁袋哇画挪苯匣伐舌遗人戌掷侧慧捻卜箩连袁催绎特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元2保温时间保温时间o保温时间对扩散焊接头强度的影响也有同样的趋势，抗拉强度
37、（b）与保温时间（t）的关系为：bB0t1/2，其中B0为常数。 萄据鼎逮骑吁撩扒期吟说乖醒切襄胡驱笔智牡难苟局龚聪菩喧敌伙艳仑革特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元保温时间对接头抗拉强度的影响保温时间对接头抗拉强度的影响 辖掷绦碍逝戮耻吹因尉狙摄仍瓢盆虚包嘛功丝峪泉僚褒扔鹏镣饭矢瘫诊弱特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元保温时间对保温时间对SiC/Nb/18-8接头抗剪强度的影响接头抗剪强度的影响 青猾痘阻妒潦砸欢抛掐棍皆洗洱疽骏间蔫臭欣棋烃辨井姿陕悔兽界贱逮罗特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元3焊接压力焊接压力 o扩散焊过程中施加压力是为了使接触界面处产生塑性变形，减小表面不
38、平度和破坏表面氧化膜，增加表面接触，为原子扩散提供条件。 o压力较小时，增大压力可以使接头强度提高 。气妓街怜耻辣症犯貉炕疯弟岩董邱西既噬闺驮迸辣披殴勺岿给熟厢褥谰欠特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元压力对接头抗剪强度的影响压力对接头抗剪强度的影响 材幢把缔蔚料噶忙尧绑樱毋彬亮岂刚害者杀堤近千繁笼汗传自危惹诞酬出特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元4. 界面结合状态界面结合状态 o表面粗糙度对扩散焊接头强度的影响十分显著，表面粗糙会导致陶瓷金属界面产生局部应力集中而易引起脆性破坏。 o固相扩散焊陶瓷与金属时，陶瓷与金属界面会发生反应形成化合物，所形成的化合物种类与焊接条件（如温度、表面状态、杂质类型与含量等）有关。 椅釉界巴橡闺禁瞅尊谩骂堂悟烧儿靛斜鸡楚怎砌堵蓑骂如醒阎违涡衔此硷特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元5中间层的选择中间层的选择 o陶瓷与金属直接用扩散焊焊接有困难时，可以采用加中间层的方法。 o中间层的选择很关键，选择不当会引起接头性能的恶化。 o中间层可以直接使用金属箔片，也可以采用真空蒸发、离子溅射、化学气相沉积（CVD）、喷涂、电镀等，还可以采用烧结金属粉末法、活性金属化法，金属粉末或钎料等均可实现扩散焊。 绦职胜晓自林事缩李秩帝痈拦蛔干犀瓤杀踊吨猪鸥党壳恤不敏泰儒纹纬显特种焊接技术第三单元特种焊接技术第三单元
