军事：扩散焊等古老工艺在中国新型发动机上焕发新活力(3)

钎焊／扩散焊：传承与创新的固相焊接技术

钎焊是指在高温的作用下通过熔化的钎料或液相把不熔化的母材连接起来并形成冶金结合的连接方法。扩散焊是指在高温和压力的作用下，相互接触的材料表面产生原子间扩散，从而形成可靠连接的连接方法。

尽管钎焊/扩散焊技术出现很早，但其发展却很缓慢。在进入20世纪之前，它还仅仅是手工作坊里的一种技艺。20世纪30年代之后，随着航空、航天、能源和核工业的迅速发展，为满足构件轻质量、高强度、高刚度、高导电性和导热性以及某些恶劣工况使用要求，大量新材料、新结构被设计和投入生产，同时也大大推动了现代钎焊/扩散焊技术的发展和广泛应用。

钎焊过程原理如（图1）所示，将熔点低于母材的钎料和被钎焊零件同时均匀加热至钎焊温度，钎料熔化而被钎焊零件保持固态。熔化钎料润湿母材并在毛细作用下填充接头间隙。在随后的保温过程中，液态钎料成分向母材中扩散，使得母材近缝区发生微量溶解并与钎料相互扩散，在降温冷却过程中接头形成冶金结合。

在零件钎焊前，首先要做好接头设计工作，包括以下几个方面：

接头形式：经常使用的钎焊接头形式有搭接、对接、斜接及T型接等基本形式（图2）。通常搭接接头的强度最高，其次是斜接，最差的是对接。

搭接长度：接头搭接长度太长，会耗费材料、增加构件重量；搭接长度太短，则不能满足强度要求。在生产实践中，搭接长度通常为钎焊金属厚度的3～4倍，但很少超过15mm。

装配间隙：装配间隙是影响钎缝致密性和接头强度的关键因素之一。间隙过小，会妨碍钎料的流入；间隙过大，则破坏钎料的毛细作用，钎料不能填满接头的间隙，致使接头强度降低。一般来说，钎料与母材之间相互作用较弱，则需要较小的间隙；钎料与母材之间相互作用较强，就要求间隙较大。

钎料选择：通常选用的钎料熔点应低于母材熔点几十度以上，在钎焊温度下能很好地润湿母材和填充钎缝间隙；同时与母材能发生相互扩散作用，以获得牢固的接头；钎料应不含有对母材有害的元素，能满足钎焊接头的力学、物理及化学性能方面的要求。此外，也必须考虑钎料的经济性、应尽量少用或不用稀有金属和贵重金属。

在零件钎焊时，首先要对被钎焊零件进行表面处理，包括去油、除氧化膜及在零件表面镀覆镀层等；然后采用紧配合、点焊及夹具定位等方法装配、固定被钎焊零件和钎料，以保证所要求的钎焊间隙。钎料放置后应在周围涂止焊剂，以防止熔化钎料漫流铺展或将焊件与钎焊夹具粘连。钎焊过程中需控制的主要工艺参数是钎焊温度和保温时间，以保证钎料能充分润湿母材并填充钎焊间隙，形成致密的钎焊接头。