扩散焊分为固相扩散焊和液相扩散焊两大类。其中固相扩散焊一般可获得更为接近基体的组织和性能,但固相扩散焊需在高温下施加很大的压力,对连接表面的要求也很高,因此固相扩散焊一般只适应于结构简单的接头,例如平面与平面连接等。
对于整体叶盘结构,需在每个叶片沿径向施压,而且受空间和叶型结构限制,施加非常困难,制造出在高温下可以精巧传递压力而又有足够的高温强度和刚度的夹具或工装,技术难度可想而知。同时固相扩散焊因施压不均,表面质量不一致等原因,易于形成无损检测难以发现的弱结合缺陷,给结构的可靠性带来很大威胁。
液相扩散焊(包括TLP、LD等方法)因不需施较大的压力而易于实现,避免了固相扩散焊易形成弱结合的缺点,但液相扩散焊由于液相中有害元素的存在,不同程度的降低了接头的性能,虽然可以通过扩散使有害元素浓度扩散至较低水平,但常常伴随有焊缝附近组织性能的降低,并且焊接工艺往往需长时间保温扩散,这对基体性能也常有不利影响。
为简化工艺和提高接头性能,采用了施加压力并在焊接过程中将液相挤出的扩散焊工艺,称为挤出液相的扩散焊工艺。挤出液相扩散焊技术综合了固相扩散焊和液相扩散焊的优点,其过程为:与液相扩散焊一样,需在扩散焊接头中采用中间层合金,加热保温时中间层合金熔化并对焊接面形成润湿,随后对接头施压,将焊缝内液相挤出,随后通过扩散达到接头组织性能的均匀化。
与TP扩散焊不同的是,挤出液相扩散焊的过渡液相将大部分被挤出,从而大大减少了需扩散的有害元素总量,缩短扩散过程,同时因有害元素总量的减少,对接头性能提高极为有利,可以得到更好性能的接头。与固相扩散焊相比,挤出液相扩散焊施压的目的是为了将过渡液相挤出,并不需要施加太大的压力,因此可以制造小巧的施压机构,多向施压可以通过灵巧的机构得以实现。同时由于过渡液相的存在,消除了固相扩散焊的弱结合隐患,从而大大提高结构的可靠性。
采用挤出液相的扩散焊工艺对TC4钛合金及DZ22高温合金进行了焊接，分别采用Ti-13Zr-21Cu-9Ni、 TZCNC17(T-24Zr-9Cu-6Ni-8Co)及BNi82CrSiB钎料作为扩散焊中间层合金,使用形式均为非晶态箔带。TC4焊后接头基本与母材相当抗拉强度大于895MPa，延伸DZ22率大于10%。DZ22高温合金焊后抗拉强度也能达到母材的75%以上。
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