扩散焊接是一种用于金属加工的固态焊接技术，能够连接相似和不同的金属。它根据固态扩散原理运行，其中两个固态金属表面的原子随着时间的推移而相互散布。这通常在升高的温度下完成，大约是材料[敏感词]熔化温度的 50-75%。扩散焊接通常是通过对被焊接材料施加高压和必要的高温来实现的；该技术最常用于焊接薄金属箔和金属线或细丝的交替层的“三明治”。目前，扩散键合方法广泛用于航空航天[和核工业中高强度和难熔金属的焊接。

历史

扩散焊接的行为已有数百年历史。这可以以“黄金填充”的形式找到，这是一种用于粘合黄金和铜以用于珠宝和其他应用的技术。为了制造填充金，铁匠们首先将一定量的纯金锤入一张薄薄的金箔中。然后将该薄膜放置在铜基板的顶部并压下。最后，使用称为“热压焊接”或 HPW 的工艺，将重物/铜/金膜组件放置在烤箱内并加热，直到金膜充分结合到铜基板上。苏联科学家 NF Kazakov 在 1953 年描述了现代方法。

特征

扩散焊接不涉及液体熔合，通常不涉及填充金属。总重量不增加，接头往往表现出母材的强度和耐温性。材料不承受或很少承受塑性变形。引入的残余应力非常少，并且没有来自粘合过程的污染。理论上，它可以在任何尺寸的接合表面上执行，而不会增加处理时间，但实际上，该表面往往会受到所需压力和物理限制的限制。可以用相似和不同的金属、反应性和难熔金属或不同厚度的零件进行扩散结合。

由于成本相对较高，扩散焊接最常用于难以或无法通过其他方式焊接的工作。例如锆和铍等通常无法通过液体熔合连接的焊接材料；熔点非常高的材料，例如钨；不同金属的交替层，必须在高温下保持强度；和非常薄的蜂窝状金属箔结构。钛合金通常会被扩散接合，尽管在超过 850 °C 的温度下，薄氧化层可以从接合表面溶解和扩散。