图中Ci为中间层成分，CP.M.为母材成分，Cl为液相线成分，CS为固相线成分，Tmi为中间层熔点，Tmb母材熔点，TB连接温度，CP′.M.接头成分。与一般的固相扩散连接相比，液体金属原子的运动较为自由，且易于在母材表面形成稳定的原子排列而凝固，使界面的紧密接触变得容易，可大幅度降低连接压力。液相扩散连接大致可分为以下3个阶段：液相的生成 将中间扩散夹层材料夹在被连接表面之间，施加一定的压力，或依靠工件自重使其相互接触。......
2023-06-26
超塑性扩散连接的基本原理
【摘要】：材料的超塑性成形和扩散连接的温度在同一温度区间，因此可以把成形与连接放在一起进行，而构成超塑性成形扩散连接工艺。图2-3-10 成分均匀化过程及元素的浓度分布变化超塑性成形扩散连接的典型结构如图2-3-11所示。图2-3-11a是单层加强结构件，即在超塑性成形件5上用扩散连接方法连接加强板3，以增加结构的刚度和强度。图2-3-11c为多层板结构，10为中间层板坯，11为超塑性成形的三层结构件，这种结构常用做飞机翼面、机身、壁板等。
超塑性是指在一定的温度下，对于等轴细晶粒组织，当晶粒尺寸、材料的变形速率小于某一数值时（如钛合金晶粒尺寸小于3μm、变形速率10-3/s～10-5/s），拉伸变形可以超过100%、甚至达到数千倍，这种行为叫做材料的超塑性行为。材料的超塑性成形和扩散连接的温度在同一温度区间，因此可以把成形与连接放在一起进行，而构成超塑性成形扩散连接工艺（superplastic forming diffusion bonding，SPF/DB）。用这种新的热加工方法可以制造钛合金薄壁复杂结构件（飞机大型壁板、翼梁、舱门、发动机叶片），并已经在航天、航空领域得到应用，如波音747飞机上有70多个钛合金结构件就是应用这种方法制造的。用这种方法制成的结构件，质量小，刚度大，可减轻质量30%，降低成本50%，提高加工效率20倍。
图2-3-10 成分均匀化过程及元素的浓度分布变化
超塑性成形扩散连接的典型结构如图2-3-11所示。图2-3-11a是单层加强结构件，即在超塑性成形件5上用扩散连接方法连接加强板3，以增加结构的刚度和强度。图2-3-11b是双层板结构，内层板坯8是超塑性成形件，6为外层超塑性成形板坯，在超塑性成形的地方可以出现扩散连接，这种方法可以先成形而后再进行连接，也可以先连接而后再向6～8之间通入惰性气体，通过均匀的气压使其超塑性成形，而形成具有两层结构的构件。图2-3-11c为多层板结构，10为中间层板坯，11为超塑性成形的三层结构件，这种结构常用做飞机翼面、机身、壁板等。
图2-3-11 典型结构的超塑性扩散连接
a）加强板（一层） b）整体加强结构（二层） c）多层夹层结构（三层）
1—上模密封压板 2—超塑性成形板坯 3—加强板 4—下成形模具 5—超塑性成形件 6—外层超塑性成形板坯 7—不连接涂层区（钇基或氮化硼） 8—内层板坯 9—超塑性成形的两层结构件 10—中间层板坯 11—超塑性成形的三层结构件
有关焊接方法与过程控制基础的文章
- 详细阅读
-
固相扩散连接的基本原理解析详细阅读
在扩散连接的第一阶段，必须从被连接界面上清除吸附层和氧化膜，才能形成实际的接触。在扩散连接的条件下，由于产生解吸、升华、溶解和还原作用，很容易将氧化膜清除。3）溶解：由于界面间的相互作用，金属表面的氧化膜向基体中溶解，或利用母材中所含的合金元素发生还原反应。图2-3-3 氧化膜去除机制示意图物理接触的形成扩散连接时表面的物理接触是形成连接接头的必要条件。......
2023-06-26
-
扩散连接设备的组成优化为：扩散连接设备的主要详细阅读
不论何种加热类型的扩散连接设备，均由以下全部或其中的几部分组成。电阻加热真空扩散连接设备采用辐射加热的方法进行连接，加热体可选用钨、钼或石墨材料。扩散连接设备一般采用液压或机械加压系统，在自动控制压力的扩散连接设备上，一般装有压力传感器，以此实现对压力的测量和控制。......
2023-06-26
-
复合材料扩散连接的研究与优化详细阅读
Al2O3短纤维增强6063铝基复合材料固相扩散连接时，表面应进行电解处理，使增强相纤维凸出基体表面，在连接过程中使纤维插入另一侧母材中，可显著提高接头强度。采用透射电镜对比分析铝基复合材料母材以及扩散连接接头区域基体与增强相的界面状态时可知，基体与增强相的界面出现微量界面反应物，但未明显改变增强相形貌。用TiSi2作中间层扩散连接C/C复合材料时，接头中出现了液相，具有固相扩散和液相扩散连接的特点。......
2023-06-26
-
如何选择扩散连接参数详细阅读
扩散连接参数主要有温度、压力、时间、气氛环境和试件的表面状态，这些因素之间相互影响、相互制约，在选择焊接参数时应统筹考虑。此外，扩散连接时还应考虑中间层材料的选用。对瞬时液相扩散连接温度的选择，常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。......
2023-06-26
-
陶瓷材料之间的扩散连接技术详细阅读
缺少数值模拟的基本数据 由于陶瓷和金属钎焊及扩散连接时，界面容易出现多层化合物，这些化合物层很薄，对接头性能影响很大。图2-3-45是SiC/Ti界面的反应生成物随连接时间与温度的关系曲线。从断面组织分析可知，1373K的断面非常平坦；1473K的断面凹凸较多，SiC断面上粘有较多的块状反应相Ti5Si3Cx+TiC。选取1773K、3.36ks的最佳连接条件进行接合，测量接头的高温抗剪强度。......
2023-06-26
-
典型扩散连接设备及其工作原理详解详细阅读
表2-3-10是WorkhorseⅡ型和Centorr6—1650—15T型真空扩散连接设备的主要性能指标。图2-3-63 感应加热扩散焊机原理示意图图2-3-64 感应加热扩散连接设备3.超塑成形-扩散连接设备此类设备是由压力机和专用加热炉组成，可分为两大类。超塑成形-扩散用模具及工件置于两陶瓷平台之间，可以将待连接零件密封在真空容器内进行加热。高压氩气经气体调压阀，向装有工件的模腔内或袋式毛坯内供气，以获得均匀可调的扩散连接压力和超塑成形压力。......
2023-06-26
-
镍基高温合金扩散连接技术优化详细阅读
镍基高温合金的热强性好、变形阻力大，扩散连接时要实现可靠的物理接触，必须提高连接温度或增大连接压力。特别是镍基高温合金表面含有Ti和Al的氧化膜，而且Ni在高温下也容易生成NiO，这些氧化膜性能都比较稳定，增加了扩散连接的难度。......
2023-06-26
相关推荐