钎焊及扩散焊技术在航空发动机制造中的应用与发展
82航空制造技术·2010 年第24 期FORUM OF THE YEAR随着航空发动机高推重比、高可靠性、长寿命、低成本的设计和制造技术需求的不断提高，新材料、新结构、新工艺越来越多地得到采用，尤其是作为制造工艺手段的焊接技术得到了快速发展。
钎焊、扩散焊、搅拌摩擦焊、线性摩擦焊、高能束流焊等先进焊接技术在航空发动机焊接构件中得到发展和应用。
其中，钎焊技术和扩散焊技术以其独有的特点钎焊及扩散焊技术在航空发动机制造中的应用与发展沈阳黎明航空发动机（集团）有限责任公司 孔庆吉 曲 伸 邵天巍 李文学钎焊、扩散焊、搅拌摩擦焊、线性摩擦焊、高能束流焊等先进焊接技术在航空发动机焊接构件中得到发展和应用。
其中钎焊技术和扩散焊技术以其独有的特点得到了更大的发展，这主要表现在难以熔焊材料的构件焊接中。
为了获得优质或与母材相匹配的高性能接头，目前最为有效的连接方法就是钎焊和扩散焊方法。
得到了更大的发展，这主要表现在难以熔焊材料的构件焊接中。
为了获得优质或与母材相匹配的高性能接头，目前最为有效的连接方法就是钎焊和扩散焊方法。
当然，钎焊和扩散焊技术在航空发动机焊接构件中实际应用发展的同时，也面临着许多新的技术难题，这些难题成为促进其进一步发展和应用，并在航空工业领域发挥更大作用的巨大动力。
钎焊技术1 钎焊技术在国内航空发动机制造中的应用发展状况在连接材料的方法中，钎焊是人类最早使用的方法之一。
第二次世界大战后，由于航空、航天、核能和电子等新技术的飞速发展，以及新材料、新结构的采用，对连接技术提出了更高的要求，钎焊技术因此受到人们更多的关注，开始以前所未有的速度发展起来并出现了许多新的钎焊方法。
钎料品种日益增多，因此，其应用范围日益扩大[1]。
特别是当今航空事业不断发展，新型号机不断问世，钎焊在航空发动机焊接构件的连接上发挥着越来越重要的作用。
目前，真空钎焊、感应钎焊、火焰钎焊、炉中保护气氛钎焊、电弧钎焊等钎焊技术非常广泛地应用于航空发动机重要部件的制造中。
（1）真空钎焊技术的应用。
目前，真空钎焊广泛应用于作为各型号发动机封严构件的蜂窝结构。
蜂窝结构由蜂窝芯和壳体组成，壳体材料一般为不锈钢或高温合金，蜂窝Application & Development of Brazing and Diffusion WeldingTechnology in Aeroengine Manufacturing孔庆吉毕业于沈阳航空工业学院。
现为沈阳黎明航空发动机（集团）有限责任公司二级技术专家，主要从事钎焊及扩散焊工艺技术研究和型号攻关工作。
航空焊接技术Welding Technologies for Aviation Industry材料一般为GH536镍基高温合金薄带材料。
它的钎焊是将钎料预置在蜂窝芯格内，然后将蜂窝与壳体组合装配，最后采用真空钎焊方法进行钎焊。
钎焊接头强度约为母材的50%。
压气机成组静子叶片也是采用这种钎焊方法制造的。
它由内外环和10余个叶片通过真空钎焊连接为一整体，该结构已装机使用数百台。
另外，真空钎焊还应用于涡轮导向器、导流叶片、扩散器、火焰筒、油滤等部件的制造。
图1为真空纤焊焊接的涡轮导向器、火焰筒。
（2）感应钎焊与火焰钎焊技术。
发动机燃油总管和油路导管绝大部分接头采用的都是感应钎焊与火焰钎焊技术。
母材一般为不锈钢和高温合金。
这些接头是采用银基或铜基钎料，以高频感应加热或氧-乙炔火焰作为热源进行连接。
低温工作的油滤钎焊也可采用火焰钎焊法，所用钎料为软钎料。
（3）炉中保护气氛钎焊。
这种工艺技术主要应用于防止基体材料和钎料中易氧化元素烧损的钎焊工艺中。
钎料含有高蒸气压元素Cu、Mn的组件钎焊，所用保护气体为高纯氩气，如发动机换热器构件和白铜封严件的钎焊。
（4）真空电弧钎焊。
真空电弧钎焊主要应用于航空发动机涡轮叶片叶冠耐磨片的钎焊。
这种钎焊方法适合整体加热敏感的材料或结构以及分步钎焊，操作复杂，工艺参数要求精确，工装调控要求精密。
2 钎焊面临的新课题（1）第三代特别是第四代新型号发动机结构，出现了许多新材料、新结构的钎焊连接，如Ti合金、NiAl金属间化合物、TiAl金属间化合物、Ni基单晶合金等新材料的钎焊等。
另外，还涉及TiAl金属间化合物与高温合金异种材料的钎焊，需要解决异种材料钎焊所用钎料及装配定位焊问题。
这些都是目前比较前沿的钎焊技术问题。
（2）提高和改善钎焊接头力学性能。
一般钎焊接头强度仅为基体母材的一半，是不能满足先进航空发动机连接结构件性能要求的。
需要改进钎焊材料及工艺技术，使钎焊接头力学性能在原有的基础上得到提高，首先要开展钎焊+扩散工艺的研究工作，寻求提高钎焊接头强度的新途径。
其次，要开发采用新钎料，改善钎焊接头的性能。
发动机上许多受力不大的管路件的火焰钎焊连接采用的是铜基钎料，而在研新型发动机的这些管组件大部分需要采用真空钎焊连接，所用钎料为镍基钎料。
镍基钎料钎焊的接头虽强度较高，但塑性较差。
因此，应开展采用钯基钎料钎焊油路导管及燃油总管研究工作，以提高钎焊接头的塑性。
（3）要开展真空钎焊修补航空发动机难熔焊材料制造的导向叶片铸造缺陷的修补工艺技术研究，以扩展钎焊的应用领域。
由于航空发动机性能的提高，其导向叶片采用了新材料,其中一些新材料含有较多的铝、钛，难以熔焊。
这使得导向叶片铸造时产生的超标缺陷不能用常规的熔焊方法实现修补。
此类叶片铸造缺陷采用真空钎焊进行修补则是目前广泛使用的有效方法。
开展这项研究工作主要解决的问题是研究确定既有良好工艺性能，又能满足叶片使用要求的钎料和填充缺陷加强毛细作用的合金粉制剂。
（4）钎焊工艺参数、工艺程序的优化和进一步量化、细化，使其更加完善和更具操作性，这是改进传统钎焊工艺的现实要求。
这需要焊接技术工作者通过大量的探索实践和经验积累才能做到。
（5）RoHS（在电子电气设备中限制使用某些有害物质）指令明确规定了铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯和多溴二苯醚等6种有害物质的最大限量值。
提醒我们今后在钎料的应用和选择上要采用符合RoHS指令的绿色环保钎料。
因此，开发采用绿色环保钎料也是钎焊技术发展应用的一项重要课题[2]。
扩散焊1 扩散焊在国内航空发动机制造中的发展现状扩散焊是在一定的温度和压力下将2种待焊金属件的焊接表面相互接触，通过微观塑性变形或通过焊接面产生微量液相而扩大待焊表面的物理接触，使之距离达（1~5）×10-8cm以内（这样原子间的引力起作用，才可能形成金属键），再经较长时间的原子相互间的不断扩散，相互渗透，来实现冶金结合的一种焊接方法。
其独到之处在于：焊接头的显微组织和性能与母材接近或相同，在焊缝中不存在各种熔化焊缺陷，也不存在具有过热组织的热影响区；可操作性强，工艺参数易控制，质量稳定、合格率高；零件变形小；可焊接大断面接头；可焊接其他焊接方法难以焊接的材料[3]。
特别适合应用于陶瓷材料的连接，这对第四代、第五代发动机的研制具有现实意义。
采用扩散焊设备所焊接的零图1 真空钎焊焊接的涡轮导向器、火焰筒2010年第24 期·航空制造技术8384航空制造技术·2010 年第24 期FORUM OF THE YEAR件如图2所示。
北京航空制造工程研究所等相关单位已经较早地开展了扩散焊技术的研究与应用，并已经取得了一定成果。
目前，扩散焊技术已在国内航空发动机制造中进入工程化应用阶段。
北京航空制造工程研究所多年研制生产的某重点型号发动机钛合金空心整流叶片，是采用超塑成型扩散连接（SPF-DB）技术制造的，实现了超塑成型工艺与扩散焊技术的结合，该叶片现已累计装机使用百余台。
研究所还采用瞬间过渡液相扩散焊（TLP）扩散焊技术应用自行研制的镍基中间层合金KNi9实现了氧化物弥散强化高温合金MGH956材料的有效连接，高温抗拉强度达到基体的80%。
并在此基础上进行了某机MGH956材料的多孔层板结构新型冷却结构的研制。
此外，还利用TLP 扩散焊工艺技术进行了Ni3Al 合金的扩散焊接试验研究，接头的持久强度达到基体的80%以上，在涡轮导向叶片制造中获得了应用[4]。
某发动机转子用扩散焊工艺焊接了0.5ｍｍ厚的铜板，使转子平面与分油盘间磨擦付能处于较好的工作状态；转子柱塞孔也用此工艺焊铜套，使柱塞与柱塞孔这对磨擦付也能处于较好的工作状态；柱塞座平面也采用了相同的工艺，保证了柱塞座与垫板这对磨擦付良好的工作[3]。
2 扩散焊技术应用面临的新课题当今，国外该项技术已广泛应用于F119、F120、F414、GE90等发动机中。
美国PW 公司从20世纪70年代开始针对单晶叶片的高性能连接需求，开发出焊接接头性能优异的TLP 扩散焊技术。
欧美、日本针对TLP 扩散焊的连接机理、技术工艺特点及工程应用等开展深入研究，使TLP 扩散焊技术达到工程应用水平，焊接的单晶对开叶片、双联（多联）导向叶片、多孔层板结构等高温新结构经过发动机的试车考核。
而国内航空扩散焊工艺及应用还处于研究和初步应用阶段,有许多问题等待解决。
（1）新材料及其构件的扩散焊。
随着国内新型航空发动机工作温度的逐步提高，镍铝基金属化合物、钛铝基金属间化合物和镍基单晶高温合金以及粉末合金、陶瓷和复合材料等难焊材料的连接逐渐增多。
扩散焊以其焊接材料范围广且焊接接头强度和成分接近母材而作为首选焊接方法。
另外，发动机整体叶盘、单晶对开叶片等新结构的扩散焊需求也越来越强烈。
为了迎合当前航空发动机技术的高速发展，开展上述难焊材料和结构的扩散焊工艺与应用研究势在必行。
（2）TLP 用中间层合金的研制开发。
国内开展航空扩散焊的研究时间不长，还不具有适用于各种材料TLP 扩散连接的中间层合金体系，需要较长时间来进行中间层合金的研制开发和技术积淀。
（3）设备能力需要加强。
目前，国内屈指可数的几台扩散焊设备都来自美、德等国家，价格比较昂贵。
这些设备基本分布在各大研究院所，且其容积规格仅限于小尺寸构件，对于科研生产型是远远不够的。
绝大部分发动机制造企业根本无设备能力，其原因之一是购置设备投资巨大。
这种现状不符合现在扩散焊发展的趋势，改变这种现状的最好办法是能够实现扩散焊设备的国产化。
（4）优化工艺及工艺标准的完善。
国内航空扩散焊目前还处于初步应用阶段，需对工艺及工艺标准逐步地，系统地进行补充、完善。
（5）可靠检验方法寻求及扩散焊质量验收标准的建立和完善。
目前，扩散焊接头焊接质量检查方法采用随机抽查进行金相检查，并配以超声波等无损检测的手段。
现在，尚无可靠的无损检测方法来检查十分紧密接触的，且晶粒生长未穿过界面不良焊合区域的接头。
生产和试验中用超高频（≥50MHz）的超声扫描检测装置来检查，只对明显分离的未焊合和尺寸较大的孔洞才有效。
因此，必须开展研究，摸索可靠的检测方法[5]。
航空制造中的焊接技术原来都应用在这些地方！
航空制造中的焊接技术原来都应用在这些地方！焊接是一种较为可靠、成本较低、而且较为精确的金属材料连接方法，截止目前为止还没有哪一种方法能比焊接的方法在连接金属材料方面更好、更可靠。
随着近几年高科技、汽车、路桥、铁路、建筑业等基础产业的飞速发展，焊接技术的应用前景也越来越广泛。
目前，我国的焊接技术也已经进入到了数字化时代。
现代飞机及航空发动机中焊接件的比重已达到 50% 左右，焊接技术在产品制造中的重要作用不言而喻。
在航空航天诸多制造技术中，焊接技术的优势在于可以明显地减轻发动机的重量、降低成本、简化结构设计、提高性能和产品附加值。
焊接作为制造工程中最重要主导工艺技术之一，已渗透到航空航天等高端制造业的全过程中。
下面就航空航天工业中常用的几种先进焊接方法分别进行介绍:激光焊接技术的应用激光焊接技术具有溶池净化效应，能纯净焊缝金属，适用于相同和不同金属材料间的焊接。
激光焊接能量密度高，对高熔点、高反射率、高导热率和物理特性相差很大的金属焊接特别有利。
激光焊接可以焊接的金属种类较多，并且激光焊接的速度极快，可以达到传统的弧焊的几十倍，这种速度的提高是惊人的，而且激光焊接产生的焊缝的深宽比也可以达到12：1，在焊接的过程中因热量引起的变形也较小，是较为适宜实现柔性自动化的焊接方法。
激光焊也因为上述的优点而入选 21 世纪最有前途、最有开发潜力的高能束流焊技术。
激光焊在航空航天的工业中主要用于武器装备与飞行器的结构的制过程之中。
飞行器的合金飞行舵翼就需要使用激光焊接技术进行完美焊接。
音速航天飞机飞行舵翼电子束焊接技术的应用电子束焊是利用加速和聚焦的电子束轰击置于真空或非真空中的焊件所产生的热能进行焊接的方法。
电子束焊接技术的特点是功率密度极高但是焊接的热量输入却反而可以很小，这就使得零修的的变形也极小，焊接以后几乎没有残余应力，焊缝的深宽比也较大，与传统的焊接技术相比神奇的是焊接的接头部分无氧化。
电子束焊接技术主要用在飞行器的腹、鳍、框、架以及继电器、波纹管等部分。
高温钎焊技术在航空制造中的应用研究
高温钎焊技术在航空制造中的应用研究一、引言在航空制造中，高温钎焊技术是一种应用广泛且严格的技术。
高温钎焊技术可以对航空零件进行有效的连接和修复，使得航空器在飞行过程中更加稳定可靠。
本文将介绍高温钎焊技术在航空制造中的应用研究。
二、高温钎焊技术概述高温钎焊技术是利用金属焊料填充材料中的毛细孔和连接部位的间隙，从而在高温下实现工件的连接。
高温钎焊技术主要使用高温焊料，焊料的熔点通常在800摄氏度以上。
高温钎焊技术主要适用于航空发动机叶片、涡轮叶片、翼尖、燃烧室、热交换器、发动机散热器、推进剂传递管等等。
三、高温钎焊技术的应用高温钎焊技术在航空制造中有着非常广泛的应用，主要包括以下几个方面。
1.航空发动机叶片的制造高温钎焊技术是制造航空发动机叶片的关键技术之一。
由于航空发动机叶片的工作环境十分恶劣，因此需要使用具有高耐热性能的材料。
在制造过程中，使用高温钎焊技术可以将不同材料的零件进行有效连接，提高其整体耐热性能和可靠性。
2.涡轮叶片的修复涡轮叶片是航空器中十分重要的部件之一。
在使用过程中，涡轮叶片很容易出现叶片断裂、疲劳、缺陷等问题。
高温钎焊技术可以对叶片进行修复，从而延长其使用寿命。
同时，高温钎焊技术还可以有效地修复涡轮叶片的开裂、脱落和变形等问题。
3.燃烧室的制造燃烧室是航空发动机中十分重要的部件之一。
由于其需要承受高温和高压的工作环境，因此需要使用高温钎焊技术连接各种零部件，以增强其整体强度和耐热性能。
4.航空器维修航空器在使用过程中，由于受到飞行过程的影响，可能会出现一些问题，如裂纹、疲劳等。
在这种情况下，高温钎焊技术就可以对航空器进行有效的维修和修复。
高温钎焊技术可以对航空器的各种零部件进行有效连接，从而恢复其完整性和稳定性。
四、高温钎焊技术的发展趋势目前，随着航空制造技术的不断发展，高温钎焊技术也在不断地改进和发展。
未来，高温钎焊技术将继续向着高效、高精度、高可靠性、低成本、低能耗的方向不断发展。
先进焊接技术在国内航空制造领域内的应用和发展概况
航 空航 天工 业是 国家 综 合 国力 的集 中体 现 ， 是
反 映制 造业 能力 与水 平 最 显 著 的 标 志之 一 ， 是 众 也
段提 出 了更 高 的要 求 ； 同时 也促 进 了航 空 制 造技 术
的不 断发 展 ， 为航 空 制 新 材 料等 研 究 和 应 用 的竞 争 领
油 总管及 其 他管路 等构 件 的制造 都涉 及到 真空 钎焊
技术 。
技术 ， 焊接 结构 件 在 喷气 发 动 机零 部件 总数 所 占 比
例 已经超 过 ５ ， ０ 焊接 的 工作 量 已 占发 动机 制 造 总
工 时 的 １ 左 右 。 Ｏ
真 空 电子 束 焊接 技 术 以其 高 功 率 密度 、 接 热 焊
整 体加工 难 以实 现 的零 件 制 造 提供 了 新 的加 工 途 径， 电子 束焊 已经 应用 到风扇 机匣结 构件 、 压气 机转
子 各 级 盘 、 烧 室 机 匣 、 轮 机 匣 、 焰 筒 等 发 动 机 燃 涡 火
北 京航 空材 料研究 院李 晓红 、 唯 、 毛 熊华 平等 人
对 于惯 性摩擦 焊技 术 ， 由于其 焊缝是 锻造 的、 超 细晶粒 的 、 等轴 晶粒 的组织 ， 其接头 强度 等于 甚至稍 高于母 材 的强度 ， 因此 ， 在涡 轮机械 制造 领域 内具有
广泛 的发展 前 景 。 国内 的黎 明公 司在 １ ９ ９ ８年 引进
和金属 间化 合物 ＴｉＡ１ ３ 的真 空钎 焊 和 扩 散 焊工 艺 ， 哈尔 滨工业 大学 张 洪 涛 、 吉才 、 捷 等 人 开展 了 冯 于 Ｔ３ ／ Ｃ ｉＡＩＴ ４异种金 属接 头 电子束焊 的研究 。
文献标 志码 ： Ａ
复合材料与高温合金反应复合扩散钎焊
复合材料与高温合金反应复合扩散钎焊（原创版）目录1.复合材料与高温合金反应复合扩散钎焊的概述2.复合材料与高温合金反应复合扩散钎焊的优点3.复合材料与高温合金反应复合扩散钎焊的工艺流程4.复合材料与高温合金反应复合扩散钎焊的应用实例5.复合材料与高温合金反应复合扩散钎焊的未来发展前景正文一、复合材料与高温合金反应复合扩散钎焊的概述复合材料与高温合金反应复合扩散钎焊是一种新型的焊接技术，它结合了复合材料与高温合金的优点，通过钎焊的方式将它们连接在一起，形成具有更高性能的材料。
这种焊接技术广泛应用于航空航天、汽车制造、新能源等领域。
二、复合材料与高温合金反应复合扩散钎焊的优点1.高强度：由于复合材料与高温合金的结合强度高，使得焊接接头具有很高的强度。
2.高温性能好：高温合金具有优异的高温性能，使得焊接接头在高温环境下具有较好的稳定性。
3.耐腐蚀性能强：复合材料与高温合金的反应，形成了一层保护膜，提高了焊接接头的耐腐蚀性能。
4.减轻结构重量：复合材料具有较低的密度，通过焊接技术与高温合金结合，可以实现结构的轻量化。
三、复合材料与高温合金反应复合扩散钎焊的工艺流程1.准备工作：选择合适的复合材料与高温合金材料，并对它们进行加工，使之满足焊接要求。
2.钎焊：采用适当的钎料，在适当的温度和压力下进行钎焊，使复合材料与高温合金连接在一起。
3.焊后处理：对焊接接头进行冷却、清理、检验等处理，确保焊接质量。
四、复合材料与高温合金反应复合扩散钎焊的应用实例1.航空航天领域：在飞机发动机、涡轮叶片等部件的制造中，采用复合材料与高温合金反应复合扩散钎焊技术，可以提高部件的性能，减轻结构重量。
2.汽车制造领域：在汽车发动机、排气系统等部件的制造中，采用该焊接技术，可以提高部件的性能，降低排放。
3.新能源领域：在核电、风电、太阳能等新能源领域的设备制造中，采用该焊接技术，可以提高设备的性能，提高运行效率。
五、复合材料与高温合金反应复合扩散钎焊的未来发展前景随着科技的发展，对材料性能的要求越来越高。
钎 焊一种古老且具发展潜力的焊接技术
钎焊一种古老且具发展潜力的焊接技术——专访北京航空材料研究院李晓红院长李晓红，1962年生，北京航空航天大学毕业，材料学博士。
北京航空材料研究院院长、研究员；中国机械工程学会焊接学会常务理事，焊接学会钎焊及特种连接专业委员会主任；中国航空学会常务理事/中国航空学会材料工程专业分会主任；中国航空学会材料工程专业分会热加工工艺及表面防护专业委员会主任；中国材料研究学会、中国金属学会常务理事；北京航空航天大学和西北工业大学兼职教授；国防科技工业有突出贡献中青年专家；新世纪百千万人才工程国家级人选；全国劳动模范。
主要从事各种材料及结构件钎焊扩散焊方面的研究工作，尤其是在新型结构材料，如金属基复合材料、铝锂合金、金属间化合物、定向凝固高温合金和单晶合金等新材料及其结构的连接方面进行了许多开创性的研究工作，研制的多种钎焊料或扩散焊用中间层合金及焊接工艺已成功用于多种重点型号和预研等项目。
获国防和中航总科技进步奖多项，申报国家与国防发明专利14项，其中6项已获授权。
在国际及全国性学术会议和刊物上发表论文130余篇，合作出版论著二部。
记者：首先祝贺您担任中国机械工程学会钎焊及特种连接专业委员会主任，钎焊及特种连接技术作为焊接专业的一个分支，它的主要特点有哪些。
钎焊（包括微连接）、扩散焊以及以此为基础派生的过渡液相扩散焊（TLP 扩散焊）、液相界面扩散焊（LID焊接）等应该是我们Ⅰ专委会研究的主要连接方法，至于特种连接涵盖的范围并没有一个明确的界定，例如高温自蔓延合成连接，归入Ⅰ专委会或高能束及特种焊接专业委员会（Ⅵ专委会）；爆炸焊归入Ⅰ专委会，或压力焊专业委员会（Ⅴ专委会），或Ⅵ专委会，都有其合理性。
在此，我主要想谈谈钎焊扩散焊的特点，间或也可能涉及高温自蔓延合成连接、爆炸焊等。
首先，钎焊与扩散焊加热温度一般远低于母材的熔点，因而对母材的物理化学性能影响较小；焊件整体均匀加热，引起的应力和变形小，容易保证焊件的尺寸精度。
焊接技术在航空航天工业中的应用和发展建议
“大飞机”计划、拥有自主知识产权的 ARJ21 飞机、“神 七”宇宙飞船、“嫦娥奔月”计划、载人航天工程、新一代大 型运载火箭及新型卫星等航空航天型号的需求，牵引着航 空航天焊接技术的发展，先进焊接技术在航空航天中的应 用也必然推动航空航天型号的发展。
王亚军 北京航空制造工程研究所副所长，
自然科学研究员。北京航空航天大学机 械制造与自动化专业在职博士。中国机 械工程学会理事。长期从事焊接及制造 技术研究。先后主持负责各类科研课题 10 多项，获部级以上科技进步奖 10 多 项，申请发明专利 3 项，在国际国内会议 及刊物上发表论文及翻译论文 20 余篇， 参加编写有关专业书籍 3 部。
（3）搅拌摩擦焊接技术 。 [11-12] 搅拌摩擦焊工艺是由英国焊接
研究所（T W I）于 1991 年发明的，是 一种通过机械变形连接金属的固态 处 理 工 艺。 它 的 优 点 是 无 飞 溅，无 需焊接材料，不需要保护气体，接头 无 气 孔、裂 纹、杂 质 等 缺 陷，焊 缝 热 影响区小，残余应力低，焊接区域组 织变化小。焊缝强度相当于电弧焊 焊缝强度的 1.3 ～ 1.5 倍，疲劳寿命 与铆接壁板相当，可焊接的材料厚度 为 1.2 ～ 55m m。 特 别 是 搅 拌 摩 擦 焊可焊接各种铝镁合金材料，如 A l C u、A l - M g、A l - M g - S i、A l - Z n、 Al-Li 等高强铝合金，同时也能得到 优良的焊接接头。因此搅拌摩擦焊 具有广泛的应用前景，已在航空航天 工业中，尤其是在航空铝合金焊接中 得到广泛的应用。
现在欧洲的戴姆勒 - 克莱斯勒 空中客车公司正在研究用搅拌摩擦 焊的挤压型材对接接头来代替飞机 机身的这些纵向连接接头，同时，在 环向连接上，采用框架间搅拌摩擦焊 来代替铆钉连接。
钎焊在航天工业中的应用之液体火箭制造
钎焊在航天工业中的应用之液体火箭制造钎焊在液体火箭中制造中的应用液体火箭发动机是大型运载火箭、载人飞船和航天飞机的“心脏”。
钎焊主要用于液体火箭发动机推力室，以及导管、涡轮泵、蒸发器、冷凝器等部件，对制造液体火箭发动机有着至关重要的作用。
1.液体火箭发动机推力室大型液压火箭发动机推力室主要由头部喷注器、燃烧室身部和喷管三部分组成。
目前世界上大型液体火箭发动机推力室按其燃烧室压力高低可分为中压（3 ~ 7MPa）和高压（7 ~ 21MPa）两种。
前者一般采用波纹板夹层结构或管束式结构推力室，采用钎焊方法制造；后者美国通常采用铣槽式-电铸镍结构燃烧室，喷管采用钎焊的管束式结构。
俄罗斯的铣槽式推力室都是采用扩散钎焊方法制造的。
喷注器组合件：它主要由几百个精密装配的喷嘴和上、下隔板等零件组成，其靠近燃气处要经受3000℃高温，工作条件十分恶劣，材料一般为不锈钢或耐热合金。
由于喷注器结构异常复杂，因此都采用先抽真空再充填流动的还原性气体（如氢或氩气与三氟化硼混合气体）的炉中钎焊，钎料为锰基钎料或铜基钎料。
锰基钎料钎焊温度为1180℃±10℃、钎焊保温时间为20 ~ 30min。
波纹板夹层结构推力室：这里所指的波纹板夹层结构推力室实际上是燃烧室身部与喷管的组合件。
它由内、外壁和波纹板三部分构成，材料为1Cr18Ni9Ti不锈钢，钎料为锰基合金，熔化温度为1035 ~ 1080 ℃，钎料厚度为0.12mm。
钎焊前，所以零件表面均酸洗镀镍，镀层厚8 ~ 12μm。
采用高温真空（波纹板夹层抽真空）钎焊工艺。
钎焊温度1180℃±10℃、钎焊保温时间为30min，钎焊时波纹板夹层中的真空度不低于 6.65Pa。
波纹板夹层结构推力室简单，加工方便，前苏联所有中亚燃烧室的液体火箭发动机（如PД-107、PД-219等）推力室均采用这种钎焊结构，并在SS-6A、SS-9F等系列运载火箭上获得应用。
管束式发动机推力室：管束式推力室较波纹板结构具有较轻的质量和较高的传热效率。
钎焊技术在航天领域中的其他应用
钎焊技术在航天领域中的其他应用钎焊技术在航空航天领域中还有其他的许多应用，例如：导流窗、平板裂缝天线、陀螺外壳、推力室头部等等。
1、导流窗导流窗就是高空大气层取样器的“心脏”，材料为1Cr18Ni9Ti不锈钢，它由四个外径为φ490mm的导流叶片隔框、桁条和上下定位圈钎焊而成。
总高度为295mm，有126条钎焊缝。
采用BNi82CrSiB钎料[ω(Cr)=6.9%、ω(Si)=4.4%、ω(B)=3.28%、ω(Fe)=2.6%,熔化温度986~ 997℃]。
粉末颗粒度为120~150目。
钎焊加热设备为大型真空钼丝炉，有效工作尺寸为φ530mm×700mm。
冷态真空度为1.33×10-3Pa。
导流窗零件在组装前应酸洗，组装后在待钎焊处涂膏状钎料，粘结剂为质量分数为2.5%的聚乙烯醇溶液，入炉前，应在100~120℃的烘箱中烘烤15~20min。
钎焊规范：钎焊温度为1050~1080℃、保温时间15~20min，真空度不低于4×10-2Pa，每个导流窗部件一次钎焊而成。
导流窗组合件焊后呈银白色，正、背面焊角均匀，涂钎料处无黑色氧化物。
2、平板裂缝天线俄罗斯的平板裂缝天线是一种互相平行的裂缝波导组成的平面阵，它具有效率高、指向精度高、质量轻和频带宽等优点。
用于先进的机载和弹载雷达。
它由天线辐射槽板、天线波导腔，和差器、馈电板、弯波导等高频器件分五层组装钎焊而成。
要求天线阵平面度不大于0.2mm，辐射槽之间的中心距允许变动量小于0.04mm，钎缝焊透率为100%。
天线材料为铬不锈钢。
钎焊连接分两步完成：首先将辐射槽板、波导腔及馈电板在夹具中组装定位钎焊；第二步是将和差器、馈线等高频器件与上述钎焊好的组件，在夹具中精密定位钎焊。
所有铬不锈钢天线零件进入组装钎焊之前必须经氢气炉内消除应力处理。
钎料为银铜共晶合金，采用电化学镀，将其按比例精确地镀在纵横交错的细窄钎缝处，镀层厚度：Ag0.02mm，Cu0.01mm。
钎焊技术在宇宙飞船制造中的应用——样版
钎焊技术在宇宙飞船制造中的应用钎焊在宇宙飞船的制造中也获得了广泛的应用。
在美国有“钎焊使阿波罗（Appollo）上天”之说。
在“阿波罗”载入登月计划中，从“土星”运载火箭发动机推力室到各种舱内管道系统大量采用了钎焊连接。
1.F-1发动机推力室用作土星V运载火箭助推器的F-1发动机，推力为680t。
它的推力室由178根主管与356根次管经钎焊而成。
主管和主管均为变截面管，材料为Inconel X-750。
装配前，表面镀镍，镍层厚20 ~ 30μm。
在氩气保护炉中钎焊前，先将一根0.6mm壁厚的主管与两根0.45mm壁厚的次管连接成排管，采用自动感应钎焊，钎料为Au-27Pd-22Ni-10Cr，熔点为1177℃，用体积分数为95%的氩气和体积分数为5%的氢气的混合气体保护。
随后将上面焊好的排管再与表面一镀镍的Inconel 718 合金加强箍、外壳、支管基体等组合装配成推力室进行炉中钎焊。
钎料为Ag-20Pb-5Mn，钎焊温度为1149℃，采用氩气保护。
钎焊后对钎缝进行目视检查、液压试验和X射线检验。
有缺陷的钎缝再用Au-18Ni钎料在1010℃进行炉中补焊或用Au-18Ni焊丝进行手工补焊。
2. J-2发动机推力室J-2发动机用于土层V运载火箭的第二、第三级，使用液氢、液氧推进剂。
其推力室为0.3mm壁厚的347型不锈钢薄壁管，外壳和加强箍等为Inconel 718 合金。
钎焊前，Inconel 718 合金表面镀镍。
将装配好的管束式推力室在干燥氢保护的钎焊炉中钎焊。
钎料为90Ag-10Pd合金，钎焊温度为1093~1125℃，钎焊保温时间为30min。
对上述钎焊的钎缝进行X射线检验，然后进行第二次钎焊，其时喷管延伸段朝上，采用Au-18Ni丝状钎料，钎焊温度为971~982℃。
钎焊完成的推力室应对每道钎缝进行目视检查和X射线照相,未焊处应添加Au-18Ni钎料再次进行钎焊。
3.蜂窝夹层结构金属蜂窝夹层结构具有比较强度和比刚度高、质量轻、隔热、消音和抗疲劳性能好、外形气动力小，以及良好的多轴承载能力等优点，在B-58战略轰炸机中就大面积使用了17-7PH不锈钢蜂窝夹层壁板，在B-70洲际轰炸机中也使用了几千平方米的PH15-7Mo 不锈钢钎焊夹层壁板。
钎焊在航空工业中的应用
钎焊在航空工业中的应用航空发动机是钎焊应用最广泛的领域之一。
航空发动机推力大，燃油温度高，使用的结构材料多为不锈钢、钛合金和铝、钛含量较高的高温合金，特别是高温合金，它们的熔焊性能一般很差，因此主要依靠真空或气体保护钎焊进行连接的。
例如：发动机导流叶片、高压涡轮导向器叶片、转子叶片、整流器、扩压器、燃烧室燃油喷嘴、高压压气机冠环组件、燃烧室头部转接段、发动机下舱、机舱加热器、燃烧室内外衬套、高压涡轮轴承座、钛合金栅格翼航空发动机轴承机匣尾喷管涡轮、封严和换热用蜂窝结构等等都是采用真空炉中钎焊方法制造的。
燃油总管、动力轴、压气机静子环、液压和气压导管等大都采用气体保护感应加热钎焊。
仅有少数航空发动机构件采用其他钎焊方法连接，例如：某些导管（包括小加力燃油总管）等，采用了火焰钎焊。
铝与不锈钢导管连接采用钎剂保护的炉中钎焊。
1.压气机静子环航空发动机压气机静子环是发动机的关键部件。
JT3D-3B发动机已用于波音707客机和B-52重型轰炸机上，其压气机静子环（4~7级为低压、9~14级为高压）材料为AISI410不锈钢（1Cr13），叶片与内环的连接都采用炉中氢气保护钎焊工艺。
4~7级低压静子环采用AMS-4772A银钎料箔带，其名义成分为Ag54Cu40Zn5Ni1，钎焊温度为950℃±5℃。
9~14级高压静子环采用厚度为0.2mm的BAu-4金镍材料，其名义成分为Au82Ni18，钎焊温度为1010℃。
上述箔带钎料与内环一样冲有型孔，装配时夹在叶片与内环之间。
钎焊在林特贝开（Lindbeky）连续辊式氢气炉中进行，该炉体长24m，宽1.6m，高约0.6m，共分6个区，用来批量生产静子环。
干氢的纯度为99.94%以上。
对一个高压静子环，钎焊周期约4h10min。
为使钎焊前的组合件处于无应力状态，组合件采用了刚性垫板。
2.燃油总管JT3D-3B发动机的燃油总管由两个半环组成，每个半环上分布着四个喷嘴组合件，燃油通过总管的导管流到喷嘴组合件（每个喷嘴组件有6个喷嘴）并使燃油雾化。