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材料成型理论基础
(材料成形原理）
主讲人：黄安国
材料成型理论基础
(连接成形原理部分）
20
目录
14.1特种连接技术
CONTENTS
4.1.1扩散连接技术
扩散连接原理
物理接触阶段
高温下，微观不平的表面在外加压力作用下，总有一些点首先达到塑性
变形，在持续压力作用下接触面逐渐增大，最终达到整个面的可靠接触
接触接面原子间的相互扩散，形成牢固的结合层
面结合层逐渐向体积方向发展，形成可靠的连接接头
上述三个过程相互交叉进行，由于扩散、再结晶等过程形成固态的冶金结
合，生成固溶体及共晶体，有时是金属间化合物，形成可靠连接。
4.1.1扩散连接技术
扩散连接特点
（1）扩散连接适合于耐热材料（耐热合金、钨、钼、铌、钛等），陶
瓷、磁性材料及活性金属的连接。特别适合于不同种类的金属与非金属
异种材料的连接，在扩散连接技术研究与实际应用中，有70%涉及到异
种材料的连接。
（2）它可以进行内部及多点、大面积构件的连接，以及电弧可达性不
好，或用熔焊的方法根本不能实现的连接。
（3）它是一种高精密的连接方法，这种方法连接后，工件不变形，可
以实现机械加工后的精密装配连接。
4.1.1扩散连接技术
耐热合金的扩散连接
无中间层扩散连接
镍基耐热合金扩散连接在国外已经应用，主要用来连接航空、航天发动机叶轮
构件。大量的试验证实，镍基耐热合金扩散连接时，规范参数对接头性能的影响，与
其他金属的相似，但要保证接头性能，特别是保证与基体金属相同的持久强度和塑性
是不易做到的。
加中间层扩散连接
a.中间层金属能与被焊母材相互固溶，不生成脆性的金属间化合物。
b.中间层较软，在扩散连接过程中，易于塑性变形，而改善被焊材料
界面的物理接触及相互扩散的状况。
c.在异种材料连接时，由于不同材料物理性能的差异，加入中间层可
以缓和接头的内应力，有利于得到优质的接头。
液相扩散连接
液相扩散连接可以用较低的压力，表面准备要求也较低，加上熔化金属的
润湿，去除表面氧化膜，有利于材料连接。
4.1.1扩散连接技术
陶瓷材料的扩散连接
陶瓷材料连接特性
陶瓷连接
陶瓷材料连接中间层的选择有以下几个原则：
a.用活性材料或这种材料生成的氧化物能与陶瓷进行反应的，改善
润湿和结合情况。
b.用塑性较好的金属做中间层，以缓解接头内应力。
c.用在冷却过程中发生相变，使中间层体积膨胀或缩小，来缓和接
头的内应力。
d.用做中间层或连接材料必须有良好的真空密封性，在很薄的情况
下也不能泄漏。
e.必须有较好的加工性能。
4.1.2摩擦焊接技术
基本原理
摩擦焊接是在外力作用下，利用焊件接触面之间的相对摩擦运动和塑性流动所产
生的热量，使接触面及其近区金属达到粘塑性状态并产生适当的宏观塑性变形，通过
两侧材料间的相互扩散和动态再结晶而完成焊接的一种压焊方法。
图摩擦焊接焊接过程图连续驱动摩擦焊接过程中几个主要参数随时间的变化规律
4.1.3微连接技术
微连接技术是随着微电子技术的发展而逐渐形成的新兴的焊接技术，它
与微电子器件和微电子组装技术的发展有着密切的联系。
微连接技术是指由于连接对象尺寸的微小精
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