轴向压力是扩散焊缝中物理表面适应的主要驱动力。在实验室液压系统中，这种精确的力迫使待键合的材料——例如铍和铜——发生微塑性变形。这种机械作用会主动消除表面的微观不规则性，从而最大化原子相互作用所需的实际接触面积。
轴向压力的作用不仅仅是简单地将零件固定在一起；它还会改变表面形貌。通过压碎微观凸起，液压系统建立了触发异质扩散和防止空隙形成所必需的紧密物理接触。
表面相互作用的力学原理
克服表面粗糙度
即使是高度抛光的表面也存在微观不规则性或“凸起”。这些峰谷阻止了原子层面的材料之间的真正接触。
如果没有足够的外力，材料只会接触到这些不规则性的最高点。
诱导微塑性变形
液压系统施加足够的轴向压力，使接触表面屈服。这会在材料的界面处引起微塑性变形。
材料会物理地移动以填充间隙，压平表面峰谷并闭合凹陷。
从接触到键合
最大化实际接触面积
这种变形的主要目标是增加实际接触面积。
通过机械强制使表面相互贴合，系统将名义接触转化为连续的界面。这消除了原本会阻碍键合的物理间隙。
触发异质扩散
紧密的物理接触是扩散过程的绝对基础。
一旦表面紧密贴合，原子就可以跨越边界迁移。这会触发异质扩散，即来自铍和铜基体的原子相互混合，形成新的合金层。
关键结果和陷阱
确保致密结构
轴向压力的最终影响是最终焊缝的结构完整性。
通过在焊缝形成前消除不规则性，系统确保焊缝层成为一个致密、连续的结构。
防止冷却时产生气孔
如果压力不足或不稳定，界面处可能会残留微观空隙。
适当的液压压力可确保在冷却之前闭合这些空隙，从而在组件冷却后形成无气孔的焊缝。
为您的目标做出正确选择
要实现无缺陷的扩散焊缝，您必须校准液压系统，以克服材料表面凸起的特定屈服强度。
- 如果您的主要关注点是焊缝强度：确保轴向压力足够高，能够引起明显的微塑性变形，从而最大化原子扩散的可用面积。
- 如果您的主要关注点是气孔控制：在整个过程中保持精确、连续的压力，以确保在冷却发生之前消除所有微观不规则性。
精确的力是实现连续、高密度界面的先决条件。
摘要表：
| 机制 | 轴向压力的作用 | 对焊缝形成的影响 |
|---|---|---|
| 表面形貌 | 压碎微观凸起 | 消除原子接触的物理障碍 |
| 材料状态 | 诱导微塑性变形 | 最大化材料之间的实际接触面积 |
| 扩散过程 | 促进紧密的表面贴合 | 触发异质扩散和原子相互混合 |
| 结构完整性 | 闭合界面间隙和空隙 | 确保致密、连续的结构，无气孔 |
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参考文献
- B. V. Syrnev, O. V. Semilutskaya. Establishing theoretical foundations for predicting the structural and morphological characteristics of diffusion-welded joints of the beryllium–copper composite. DOI: 10.17073/1997-308x-2024-2-14-22
本文还参考了以下技术资料 Kintek Solution 知识库 .
