高温扩散焊通过完全在固态下进行操作来消除热影响区（HAZ）问题。与熔化母材的传统熔焊不同，该工艺在远低于材料熔点的温度下连接金属。通过避免产生液态焊缝池，炉子防止了导致脆化和结构弱化的快速凝固。
核心要点：传统焊接依赖于熔化，这会破坏金属的内部结构并在冷却过程中产生薄弱点。扩散焊通过在不熔化的情况下连接材料来规避这一点，从而有效地保存了原始的微观结构并确保了均匀的机械完整性。
固态连接的机理
保持在熔点以下
扩散焊炉的特点是其工作温度远低于所涉及金属的熔点。
相比之下，熔焊需要金属液化才能形成接头。扩散焊依赖于原子在界面处的扩散，而材料保持固态。
消除液态焊缝池
由于金属从未熔化，因此不存在焊缝池凝固。
在熔焊中，从液态转变为固态的过程中会发生损伤。通过完全消除这一相变，扩散焊消除了热影响区的根本原因。
保存微观结构完整性
避免相变
熔焊会引起非平衡相变。
当金属形成液态池并快速冷却时，其内部晶体结构会发生不可预测的变化。扩散焊提供了一种受控的热工艺，可维持材料稳定、平衡的状态。
防止化学偏析
熔化允许合金中的不同元素分离，这一过程称为化学偏析。
这种分离通常会导致接头两侧的机械性能不均匀。扩散焊保持了零件整体化学成分的均匀性，防止了薄弱或脆性点的形成。
消除粗大微观结构
焊缝池的快速冷却通常会在接头附近产生粗大微观结构。
这些粗大晶粒是 HAZ 脆化的主要原因。扩散焊保留了金属细小的原始微观结构，确保钢的机械完整性不会受到损害。
理解权衡
工艺速度和吞吐量
虽然扩散焊提供了卓越的完整性，但它比熔焊慢。
该方法需要一个炉循环来逐渐加热、保温和冷却组件。这使其不太适合以快速循环时间为优先的高速、大批量生产线。
设备限制
扩散焊需要一个专门的炉环境。
与通常可以使用便携式设备进行的熔焊不同，扩散焊受限于炉腔的大小和可用性。
为您的目标做出正确选择
要确定扩散焊是否是您应用的正确解决方案，请考虑您的主要工程约束：
- 如果您的主要关注点是机械完整性：选择扩散焊以消除脆化并确保钢材保持其原始强度。
- 如果您的主要关注点是材料均匀性：选择扩散焊以避免与熔化相关的化学偏析和粗大微观结构。
总结：通过保持固态，扩散焊在焊接物理问题开始之前就解决了它们，从而实现了与母材一样坚固的接头。
总结表：
| 特征 | 传统熔焊 | 扩散焊 |
|---|---|---|
| 材料状态 | 液态（发生熔化） | 固态（不熔化） |
| 微观结构 | 受损（粗大晶粒） | 保存（原始完整性） |
| 化学成分 | 可能发生偏析 | 接头整体均匀 |
| 接头强度 | 可变（HAZ 薄弱点） | 相当于母材 |
| 工艺速度 | 高（快速循环） | 较低（受控炉循环） |
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参考文献
- Ishtiaque Robin, S.J. Zinkle. Evaluation of Tungsten—Steel Solid-State Bonding: Options and the Role of CALPHAD to Screen Diffusion Bonding Interlayers. DOI: 10.3390/met13081438
本文还参考了以下技术资料 Kintek Solution 知识库 .
