Page 182 - 数值模拟驱动的高温合金热加工技术

Numerical Simulation Driven Hot Working Technology for High-temperature Alloys
数值模拟驱动的高温合金热加工技术

的不足之处主要体现在以下几个方面：首先，对焊件表面的制备和装配质量要求
相当严格，特别是对接合表面的平整度和清洁度有很高的要求；其次，由于焊接
过程中热循环时间较长，导致生产率相对较低，每次焊接所需时间快则几分钟，

慢则可能长达几十小时；再次，某些金属在扩散焊过程中可能会发生晶粒长大现
象，从而影响焊件的性能；最后，扩散焊设备的投资成本较高，且工件的尺寸受
到设备尺寸的限制，难以实现连续式的批量生产。
6. 扩散焊的分类与应用领域

扩散焊，这一焊接工艺，根据被焊材料的组合方式及加压方式的不同，可进
一步细分为同种材料扩散焊、异种材料扩散焊、加中间层的扩散焊、过渡液相扩
散焊、超塑性成形扩散焊以及热等静压扩散焊等多种类型。适用于焊接特殊材料
和结构，特别是宇航、电子、核工业。扩散焊接头的形式相较于熔化焊而言更为

多样，它能够实现对复杂形状的接合，无论是平板、圆管、中空结构，还是 T 形
及蜂窝结构，都可以通过扩散焊进行连接。
（二）扩散焊技术在不同材料中的应用
扩散焊，这一独特的焊接技术，在异种金属材料、耐热合金以及诸如陶瓷、

复合材料和金属间化合物等新材料的焊接中表现出色。那么，对于同种材料而言，
扩散焊又适用于哪些金属及合金呢？
1. 碳钢的扩散焊应用
在大多数常规情况下，碳钢更倾向于采用熔焊方法进行焊接，但当产品需求

特殊时，扩散焊适用于高碳钢和高合金钢。值得一提的是，高碳钢和高合金钢都
能顺利地通过扩散焊进行连接。此外，固相扩散焊对于高温合金的焊接尤为适用，
如那些含有高 A、T 的铸造高温合金等。由于高温合金中存在 Cr、A 等元素，其
表面氧化膜具有很高的稳定性，因此在焊前需要严格的加工和清理，甚至有时需

要在表面镀层后才能进行固相扩散焊接。
2. 钛及钛合金的扩散焊
钛及钛合金的扩散焊同样具有广泛的应用。这类材料在焊接过程中展现出独
特的优势，使得其成为许多重要应用领域的理想选择。钛及钛合金在扩散焊中无

需特殊表面准备，常用的焊接参数包括加热温度在 855℃ ~957℃范围内，保温时
间设定为 14 小时，同时施加 2~5MPa 的焊接压力。需注意的是，由于钛能大量
吸收 O 2 、H 2 和 N 2 等气体，因此应避免在含有这些气体的环境中进行焊接。

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