真空擴散焊是一種由擴散控制的固態(tài)過程，通過在高溫下長時間施加相當大的壓力在預(yù)期的構(gòu)件之間產(chǎn)生焊接。

該工藝的特點是它不會在任何一個焊接部件中引入宏觀變形或相對運動，并且它不會熔化賤金屬。

優(yōu)點：

• 這種固態(tài)工藝避免了熔焊的缺陷
• 異種材料焊接是可能的
• 性能和微觀結(jié)構(gòu)與賤金屬相似
• 可以在一個設(shè)置中同時進行多個焊接
• 生產(chǎn)按尺寸完成的產(chǎn)品并造成最小的變形
• 與其他焊接工藝相比，收縮和應(yīng)力更小
• 高度自動化的流程不需要熟練的勞動力

限制：

• 昂貴的設(shè)備，尤其是大型焊件
• 表面光潔度高，清潔度高，制備成本高
• 需要保護氣氛或真空
• 完成時間很長
• 不適合大批量生產(chǎn)
• 構(gòu)件的熱膨脹差異可能需要特別注意

  
  

過程

擴散焊接工藝包括在消除所有污染物和表面氧化物后將要擴散焊接的平滑表面 聚集在一起。

然后逐漸施加壓力并升高溫度以允許在原子水平上焊接。

屈服點和蠕變導(dǎo)致的接觸點局部變形允許接觸越來越大的區(qū)域。

然后擴散導(dǎo)致界面緩慢消失，而原始表面之間的剩余空隙收縮或被吸收在晶粒內(nèi)。

最后，界面不再可見（在金相截面中），殘余空隙（如果有的話）不會比賤金屬更大或更頻繁。

變量

溫度是擴散焊接中最重要的變量。

應(yīng)選擇和控制它，以免干擾材料中可能發(fā)生的冶金變化或轉(zhuǎn)變。

執(zhí)行原子擴散所需的 時間取決于溫度。

時間越長越沒有效果。所需要的時間不能簡單地確定，而必須通過實驗找到。

一旦進行焊接，更長的時間不會增加屬性。

壓力直接影響擴散焊接的結(jié)果，其重要性很大，尤其是在工藝的初始階段。

它可以與所涉及的金屬的屈服點聯(lián)系起來，但在理論上很難將其作為預(yù)定值來處理。

盡管在接觸點處引入局部變形作為該過程的基本階段，但避免了 宏觀變形。

由于與高壓縮相關(guān)的高設(shè)備成本， 壓力通常被限制在獲得良好結(jié)果所需的最低限度。

真空度需要有良好的真空環(huán)境來進行，實際選擇壓力和溫度和真空，以便它們允許在可接受的時間內(nèi)進行合適的焊接。

盡管擴散焊接原則上不需要填充金屬，但已發(fā)現(xiàn)放置在界面處的合適材料的箔有時可以促進該過程。

原因是為了在第一階段提供軟層以最大化表面接觸，或避免形成脆性化合物，或促進擴散，或清除雜質(zhì)。

這可能導(dǎo)致有機會減少四個基本變量（真空，壓力、溫度、時間）中的一個或多個，從而獲得經(jīng)濟收益。

材料

可真空擴散焊接：鈦合金、鎳合金、鋁合金，以及傳統(tǒng)方法不易連接的 不同材料組合。

鋼最好通過其他更經(jīng)濟的方法焊接。

但是在適當?shù)臈l件下 ，低碳鋼的大而平坦的表面已經(jīng)在沒有填充金屬的情況下進行了真空擴散焊接。