擴(kuò)散焊主要的工藝參數(shù)為加熱溫度、壓力、保溫時間和真空度，這些因素相互影響。

①加熱溫度

加熱溫度是擴(kuò)散焊最重要的工藝參數(shù)，加熱溫度的微小變化會使擴(kuò)散速率產(chǎn)生較大的變化。在一定的溫度范圍內(nèi)，溫度越高擴(kuò)散系數(shù)越大，擴(kuò)散過程越快，所獲得的接頭結(jié)合強(qiáng)度越高。但當(dāng)溫度高于某一定值后，溫度再提高時，擴(kuò)散焊接頭質(zhì)量提高不多，有時反而有所下降。

對于許多金屬和合金，擴(kuò)散焊合適的加熱溫度一般為0.4～0.8Tm（℃）（Tm為母材熔點(diǎn)）。表5.4給出一些金屬材料的擴(kuò)散焊溫度與熔化溫度的關(guān)系。對于出現(xiàn)液相的擴(kuò)散焊，加熱溫度應(yīng)比中間層材料熔點(diǎn)或共晶反應(yīng)溫度稍高一點(diǎn)。液相填充間隙后的等溫凝固和均勻化擴(kuò)散溫度可略微降低一些。

表5.4　一些金屬材料的擴(kuò)散焊溫度與熔化溫度的關(guān)系

②壓力　施加壓力的主要作用是使接合面微觀凸起的部分產(chǎn)生塑性變形，達(dá)到緊密接觸，同時促進(jìn)界面區(qū)的擴(kuò)散，加速再結(jié)晶過程。增加壓力能提高接頭強(qiáng)度，但過大的壓力會導(dǎo)致工件變形。高壓力需要成本較高的設(shè)備和精確的控制。采用較高的壓力能產(chǎn)生結(jié)合強(qiáng)度較好的接頭，如圖5.1所示。但從經(jīng)濟(jì)角度考慮，應(yīng)選擇較低的壓力。

1—T=800℃；2—T=900℃；3—T=1000℃；4—T=1100℃

對于異種金屬擴(kuò)散焊，采用較大的壓力對減少或防止擴(kuò)散界面附近的顯微孔洞有良好作用。通常擴(kuò)散焊采用的壓力在0.5～50MPa之間。由于壓力對擴(kuò)散的第二、第三階段影響較小，在固態(tài)擴(kuò)散焊時可在后期將壓力減小，以便減小工件變形。

③保溫時間　保溫時間是指被焊工件在焊接溫度下保持的時間。在該保溫時間內(nèi)必須保證擴(kuò)散過程全部完成，達(dá)到所需的結(jié)合強(qiáng)度（圖5.2）。保溫時間太短，擴(kuò)散焊接頭達(dá)不到穩(wěn)定的與母材相匹配的強(qiáng)度。但高溫、高壓持續(xù)時間太長，對擴(kuò)散接頭質(zhì)量起不到進(jìn)一步提高的作用，反而會使母材的晶粒長大。對可能形成脆性金屬間化合物的接頭，應(yīng)控制保溫時間以控制脆性層的厚度，使之不影響接頭性能。

1—T=800℃；2—T=900℃；3—T=1000℃

保溫時間與溫度、壓力是密切相關(guān)的，大多數(shù)由擴(kuò)散控制的反應(yīng)都是隨時間變化的。溫度較高或壓力較大時，時間可以縮短。在一定的溫度和壓力下，初始階段接頭強(qiáng)度隨時間延長增加，但當(dāng)接頭強(qiáng)度提高到一定值后，便不再隨時間而增加。焊接時間可以在一個較寬的范圍內(nèi)變化，但從提高生產(chǎn)率考慮，在保證接頭強(qiáng)度條件下，保溫時間越短越好。對于加中間層的擴(kuò)散焊，保溫時間還取決于中間層厚度和對接頭化學(xué)成分、組織均勻度的要求。

④保護(hù)氣氛　保護(hù)氣氛的純度、流量、壓力或真空度、漏氣率都會影響擴(kuò)散焊接頭的質(zhì)量。常用的保護(hù)氣體是氬氣，真空度通常為（1～20）×10-3Pa。有些材料也可以采用高純度氮、氫或氦氣。在超塑性成形和擴(kuò)散焊組合工藝中常用氬氣氛負(fù)壓（低真空）保護(hù)鈦板表面。對于在冷卻過程中有相變的材料以及陶瓷類脆性材料，擴(kuò)散焊時加熱和冷卻速度應(yīng)加以控制。共晶反應(yīng)擴(kuò)散時，加熱速度太慢，會因擴(kuò)散而使接觸面上的化學(xué)成分發(fā)生變化，影響熔融共晶的生成。

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