扩散焊综述
扩散焊原理
扩散焊原理
扩散焊是一种常见的金属连接工艺，它通过在金属表面加热的同时施加一定的
压力，使两个金属表面原子间扩散，从而形成牢固的连接。
扩散焊原理的理解对于掌握扩散焊工艺至关重要。
首先，扩散焊原理基于金属原子的扩散运动。
在加热的过程中，金属表面的原
子会因为能量的增加而具有更大的运动能力，这使得原子之间的距离变得更远，从而促进了原子的扩散。
当两个金属表面接触并施加一定的压力时，这种扩散现象会更加显著，使得两个金属表面的原子开始相互渗透，最终形成了连接。
其次，扩散焊原理还受到温度和压力的影响。
通常情况下，较高的温度和较大
的压力会促进原子的扩散，从而形成更牢固的连接。
然而，温度和压力的选择需要根据具体的金属材料和焊接要求来确定，过高或过低的温度和压力都会对扩散焊的效果产生不利影响。
此外，扩散焊原理还与金属表面的清洁度有关。
在进行扩散焊之前，需要对金
属表面进行清洁处理，以去除氧化物、油污和其他杂质，以确保扩散焊的质量和效果。
否则，这些杂质会阻碍原子的扩散，导致焊接质量下降。
最后，扩散焊原理也受到金属材料的影响。
不同的金属材料具有不同的扩散速
率和扩散能力，这会影响扩散焊的工艺参数和焊接质量。
因此，在进行扩散焊时，需要根据具体的金属材料选择合适的工艺参数，以确保焊接质量。
总之，扩散焊原理是一种基于金属原子扩散运动的金属连接工艺，它受到温度、压力、金属表面清洁度和金属材料的影响。
只有深刻理解扩散焊原理，才能有效地掌握扩散焊工艺，并保证焊接质量。
第二章扩散焊
工件为普通材料，其熔焊、钎焊的焊接性均较好 。但因其结构复杂，用熔焊有困难，用钎焊时也 会因钎料流布不均匀或因钎料流失而造成结构性 能恶化，此时采用扩散焊就可获得满意的结果。
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一、工件待焊表面的制备和清理
1．表面机加工
2．除油污和表面侵蚀
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二、中间层材料的选择
中间层的作用是：
改善表面接触，从而降低对待焊表面制备质量的要 求，降低所需的焊接压力。 2) 改善扩散条件，加速扩散过程，从而可降低焊接温 度，缩短焊接时间。 3) 改善冶金反应，避免（或减少）形成脆性金属间化 合物和不希望有的共晶组织。 4) 避免或减少因被焊材料之间物理化学性能差异过大 所引起的问题，如热应力过大，出现扩散孔洞等。
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三、热等静压扩散焊设备
Nhomakorabea
1-电热器 2-炉衬 3-隔热层 4-电源引线 5-惰性气体管道 6-安全阀组件 7-真空管道 8-冷却管 9-热电耦
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第五节 扩散焊接头质量及检验
扩散焊工艺过程较易控制，重复性好。
生产中主要靠控制工艺过程中各参数来 保证质量，同时采用随机抽样进行金相 检查，并配以超声等无损检测手段，但 到目前为止，还无十分可靠的非破坏性 检测手段
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二、异种材料扩散焊
异种材料扩散焊是指异种金属或金属与陶瓷，
石墨等非金属的扩散焊。进行这种类型的扩散 焊时，可能出现下列现象： 1由于膨胀系数不同而在结合面上出现热应力 。 2在结合面上由于冶金反应而产生低熔点共晶 组织或者形成脆性金属间化合物。 3由于扩散系数不同而在接头中形成扩散孔洞 。 4由于两种金属的电化学性能不同，接头易出 9 现电化学腐蚀
度、漏气率均会影响扩散焊接头质量． 常用保护气体是氩气，常用真空度为(10 ～20) X 10-3Pa．
扩散焊简介
以铜薄膜作中间层的镁铝扩散焊接简介一、扩散焊原理简介：如上图所示的三个阶段描述了无扩散辅助材料的常规扩散焊接接头的形成过程。
这里温度、压力、时间和真空等为实验金属间原子相互扩散与金属键结合创造了条件。
在温室下焊接表面无论焊前如何加工处理，贴合时只限于极少数凸出点接触，进入前一阶段，在温度和压力作用下，粗糙表面上首先在微观凸起点接触的部位开始塑形变形，并在变形中挤碎了表面氧化膜，于是导致该接触点的面积增加和被挤平，净面接触处便形成金属件连接，其余未连接部分就形成微孔（空隙）残留在界面上。
在如图所示的第一阶段中，粗糙接触面主要是按照屈服和蠕变变形机理发生变化的，在大部分界面上达到紧密接触。
在此阶段结束时，接头基本上位于接触面的晶界上，这些接触面之间存在着空隙。
第二阶段，原子持续扩散，而使界面上许多微孔消失。
在这个阶段中，扩散机理比变形机理更重要，随着原子晶界扩散的继续进行，许多空间消失。
在此同时，界面晶界发生迁移，离开接头的初始平面，形成一个平衡的形态，而在一些晶粒内留下许多残余空隙。
第三阶段，继续扩撒，界面与微孔最后消失形成新的晶界，达到冶金结合，最后接头成分趋向均匀。
上述扩散焊接形成三阶段，温度决定第一阶段中接触面积的大小，也决定了控制二三阶段中消除微孔的扩散速度，压力主要在第一阶段起作用，它能使接触面积增大。
而形成接头所需要的时间，则取决于所加的温度和压力。
二、：铜薄膜为中间层的扩散焊原理采用磁控溅射技术在变形镁合金表面沉积铜薄膜，将其作为中间层对变形镁合金和硬铝合金进行了低温扩散焊接研究．利用超声波显微镜、x射线衍射、扫描电镜、电子探针等对焊接接头界面区域的显微结构及物相等进行了研究．研究结果表明，在镁合金基体上沉积的cu薄膜主要以(111)、(200)晶向上生长，薄膜表面平整、均匀、致密；在扩散焊接工艺条件焊接温度T=455℃、保温时间t=90 min、压力P=3 MPa下获得了质量较好的Mg／Al焊接接头．焊接接头界面区域由铝镁原子比分别为3：2，1：1，12：17三层镁铝系金属间化合物构成，接头断裂破坏发生在镁铝系化合物层，断口呈现明显的脆性断裂特征．镁合金作为一种新型的工程结构材料越来越引起了社会各界的广泛关注，因其具有比强度高、刚度大、抗冲击性能好、抗震性好、热容量低、冷凝速度快、良好的机械加工性能等优点，现已广泛地、航空航天、民用电子产品等领域．铝是地壳中含量最高的金属元素，铝合金是目前使用最广的金属结构材料之一．铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，同时其塑性好，能够加工成各种型材，具有良好的导电性、导热性和抗蚀性等特点．如果实现镁合金与铝合金异种金属的焊接并形成可靠的焊接结构件，不仅能充分发挥镁合金、铝合金各自的优异性能，还能够大大拓展其在高科技领域，特别是在航空航天方面的应用，所以实现镁铝异种金属的焊接具有非常深远的现实意义．然而镁铝异种金属因其物理化学性质的差异利用一般的焊接方法要实现其可靠连接十分困难，两种金属直接焊接主要存在的问题是：a．镁、铝的活性很高，容易与空气中的氧气发生反应在表面形成一层氧化物膜，氧化物膜的存在不利于母材原子的相互扩散，导致焊接工艺难以控制；b．镁与铝易相互反应，焊接接头界面区域生成大量高硬度脆性金属间化合物并出现分层现象，导致焊接接头强度不高．磁控溅射镀膜是添加焊接中间层的一种切实可行的方法，薄膜的沉积一方面能减小焊接母材的表面粗糙度促进母材焊接面的充分接触，另一方面能够针对不同焊接体系实现多层复合中间层的添加，同时因其自身特点而具有非常独特的应用前景．本文中利用磁控溅射镀膜技术在焊接母材镁合金表面沉积一层致密度高、结晶性好，厚度均匀Cu薄膜，将Cu作为中间层实现了对镁／铝的真空低温扩散焊接。
扩散焊概述
LEE MAN (SCETC)
扩散焊 扩散焊适宜于各种材料的焊接：
钛合金
铝及其合金 耐热钢和耐热合金
钛合金具有耐腐蚀、比强度高的特点，因而在飞机、导弹、卫 星等飞行器的结构中被大量采用。
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铝及其合金具有很好的传热与散热性能，利用扩散焊制成铝热 交换器、太阳能热水器、电冰箱蒸发器等。
扩散焊可以焊接多种耐热钢和耐热合金，可以制成高效率 燃气轮机的高压燃烧室、发动机叶片、导向叶片和轮盘等。
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加热、加压
两焊件紧压在一起
置于真空或保护气氛
氧化膜破碎，表面微观凸起处发生塑性变形和高温蠕变而达到紧密接触 原子扩散 若干微小区域出现界面间的结合 保温，原子扩散扩大
整个连接界面均形成金属键结合
完成了扩散焊接过程
扩散焊时，通过温度、压力、时间、保护气氛、真空条件等为实现 金属间原子相互扩散与金属键结合创造了条件。
扩散焊
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LEE MAN (SCETC)
扩散焊
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第二节 扩散焊工艺
扩散焊的接头形式设计 焊前准备 焊件表面的制备与清理
中间层材料及选择
焊接温度 焊接压力 焊接参数选择 保持时间 环境气氛 表面状态
LEE MAN (SCETC)
扩散焊
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一、焊接准备
（一）扩散焊的接头形式设计
扩散焊接头的 形式比熔焊类型 多，可进行复杂 形状的接合，如 平板、圆管、中 空结构、T形及 蜂窝等结构均可 进行扩散焊。
扩散焊的原理及应用DFW-diffusion Welding
DFW－diffusion Welding
3.1 扩散焊原理及分类
扩散焊是在一定温度和压力下使待焊表面相互接触，通过 微观塑性变形或通过待焊面产生的微量液相而扩大待焊面的 物理接触，然后经较长时间的原子相互扩散来实现冶金结合 的一种压焊方法。
扩散焊是适应原子能、航空、航天及电子工业等尖端技术 领域的需要而迅速发展起来的一种特种焊接技术。
液相扩散焊
3.2 扩散焊的主要特点
优点：
①焊接质量高 ，焊缝中不存在熔化焊缺陷，也不存在过 热组织和热影响区。
②同种材料焊接时，可获得与母材性能相同的接头，几乎 不存在残余应力。
③焊接基体不熔化、不过热，可以焊接所有的金属和非金 属；特别适合焊接用一般焊接方法难以焊接或虽可焊接，但 性能和结构在焊接过程中容易遭受严重破坏的材料，如弥散 强化的高温合金、纤特 种材料、特殊结构中， 如航天工业、电子工业 、核工业。
图30能进行扩散焊的材料
热压焊(或热轧焊和锻焊)：用压力大，产生相当大的塑性 变形。在高温停留时间短，扩散很不充分，影响接头成型质 量的主要因素是变形量。
扩散焊：应用的压力较小，焊接表面发生的塑性流变量较 小，限制在微观范围内。在焊接温度下有充裕的保温扩散时 间，影响接头质量的主要因素是扩散过程。
扩散焊原理示意图
固相扩散焊
发展初期，在焊接界面不产生液相，焊接接头完全是在固 态下形成的。随着扩散焊工艺方法的不断发展，特别是焊接 不同材料或新型材料时，广泛采用了加中间扩散层的焊接工 艺，并在此基础上发展了过渡液相扩散焊工艺，使焊接界面 内有少量液相产生。
3.1 扩散焊原理及分类
扩散焊是在热压焊基础上发展起来的，并吸收了钎焊的某 些优点发展了一些新的工艺方法。
扩散焊综述
瞬时液相扩散焊接学科历史文化的当代价值摘要：科技是第一生产力，科技的进步与材料学科的发展息息相关。
材料领域中的先进连接技术在航空、航天、汽车制造、工业制造等领域有着举足轻重的地位。
任何工业设备的制造过程都不可能完全来源于铸造技术，焊接技术在对工件的装配过程中起着至关紧要的作用。
本文主要阐述了河南理工大学，金属物理冶金研究所，在焊接领域中的瞬时液相扩散(TLP)管道技术的历史文化背景和当代应用价值，以及TLP技术在的发展历史和当代发展趋势新。
关键词：科技创新；材料工程；瞬时液相扩散焊接1 引言近代以来，人类文明得到了巨大进步，这些大多要归功于于科学不断完善、工程技术的不断创新、进步。
随着社会的发展进步，我们的生活也发生了翻天覆地的变化。
各种各样的大型机械设备和应用环境的变化，对我们的材料的使用性能和服役条件提出了更高的要求。
以此同时，有机材料、无机材料、金属材料的发展，对科技创新的需求也是越来越高。
金属材料方向作为材料学中的一大重要分支，又可细分为四大学科，包括铸造学科、锻压学科、模具学科以及焊接学科。
本人的研究生课题是，先进连接技术TLP管道焊接[1]，是近些年来投入到生产应用中的先进技术。
对各种异种难焊材料，有着巨大的焊接技术优势，在实际生产应用中有着举足轻重的作用。
2 瞬时液相扩散焊接技术的历史文化早在上世纪70年代瞬时液相扩散焊已经成功应用于Ni基高温合金领域的连接。
随着近代工业的飞速发展，对新材料的需求越来越高，在现代材料结构中，不仅需要对大量同种材料进行焊接，有时也需要对异种金属材料进行焊接。
瞬时液相扩散焊是一种适用于难焊材料连接的焊接技术。
具有高效、节能、焊接质量好、自动化程度高、操作方便、焊接过程无弧光、无毒害、处于静态、焊机可移动等特点。
一些难熔材料以及异种材料在物理性能、化学性能、元素性质等方面有显著差异，采用常规焊接方式(如焊条电弧焊、埋弧焊、等离子弧焊、气体保护焊、电渣焊等)相对比较困难.而且采用传统焊接母材局部发生融化，有较大的焊缝和热影响区，容易产生焊接变形和焊接残余应力，影响焊接品质[2]。
扩散焊 原理
扩散焊原理扩散焊原理扩散焊是一种常用的金属焊接方法，其原理是利用材料的扩散性质，在高温下使金属材料发生互扩散，从而实现焊接的目的。
扩散焊广泛应用于电子、航空航天、汽车制造等领域，具有焊缝强度高、焊接质量稳定等优点。
扩散焊的原理主要包括扩散和金属间化合物形成两个方面。
首先是扩散过程。
在扩散焊接过程中，焊接材料经过高温加热，使金属表面的晶粒处于活动状态。
当两个金属材料接触时，由于晶粒中存在空隙和缺陷，使得原子能够从一个晶粒扩散到另一个晶粒。
扩散是非常重要的，它使得两个金属材料之间的原子能够互相交换位置，从而实现了焊接的目的。
其次是金属间化合物形成。
在扩散焊接过程中，由于金属表面活性，原子在高温下容易发生化学反应。
当两个金属材料接触时，金属表面的原子会与周围的原子发生反应，形成一种新的化合物。
这种化合物在焊接接头中起到了很好的增强作用，提高了焊接接头的强度和稳定性。
扩散焊的实施过程主要包括准备工作、加热和冷却三个步骤。
首先是准备工作。
在进行扩散焊接之前，需要对要焊接的金属材料进行清洁处理，以去除表面的污垢和氧化物。
同时，还需要对焊接接头进行设计和加工，以保证焊接接头的质量和连接性。
接下来是加热过程。
在加热过程中，需要将金属材料加热到一定温度，使其达到扩散的温度范围。
这样，金属材料的晶粒就能够活动起来，原子能够进行扩散。
加热温度的选择需要根据具体的材料和焊接要求进行确定。
最后是冷却过程。
在扩散焊接完成后，需要将焊接接头冷却到室温。
这样，金属材料的晶粒就会固化，形成坚固的焊接接头。
冷却过程的控制非常重要，过快或过慢都会对焊接接头的质量产生不利影响。
扩散焊的应用非常广泛。
在电子领域，扩散焊常用于电路板的制造和元器件的连接。
在航空航天领域，扩散焊被用于飞机发动机的制造和航天器的连接。
在汽车制造领域，扩散焊则常用于汽车发动机的制造和车身的连接。
扩散焊具有焊接强度高、焊接接头稳定等优点，受到了广泛的认可和应用。
扩散焊是一种利用金属材料的扩散性质实现焊接的方法。
扩散焊
异种金属特种焊接方法之扩散焊
（2）工艺参数对焊接质量的影响
• 1）焊接温度 • 2）焊接压力 • 3）扩散焊接时间 • 4）环境气氛 • 5）表面状态
异种金属特种焊接方法之扩散焊
三、扩散焊设备的分类
• 1．按照真空度分类 • 2．按照热源类型和加热方式分类 • 3．其他分类方法
异种金属特种焊接方法之扩散焊
（二）镍合金的扩散焊
• 镍合金扩散焊接的参数：加热温度1093～1204℃，保温时间10～ 120min，压力2.5～15MPa，真空度1.33×10-2Pa以上。
异种金属特种焊接方法之扩散焊
（三）高温合金的焊接
• 各类高温合金如机械化型高温合金、含高A1、Ti的铸造高温合金等 几乎都可以采用固相扩散焊接。
• 焊接区域经蠕变、扩散、再结晶等过程而最终形成固态冶金结 合，可以形成固溶体及共晶体，有时也可能生成金属间化合物 ，从而形成可靠的扩散焊。
异种金属特种焊接方法之扩散焊
2.扩散焊的特点及分类
扩散焊的优点：
• 扩散焊时因基体不过热、不熔化，可以在不降低焊件性能的情况下 焊接几乎所有的金属或非金属。
• 扩散焊接头质量好，其显微组织和性能与母材接近或相同，在焊缝 中不存在熔化焊缺陷，也不存在过热组织和热影响区。
异种金属特种焊接方法之扩散焊
（一）同种材料的扩散焊
• 1.钛合金的扩散焊 • 2.镍合金的扩散焊 • 3.高温合金的焊接
异种金属特种焊接方法之扩散焊
（一）钛合金的扩散焊
• 钛合金采用扩散焊，接头性能优于常规熔焊。 • 钛合金在扩散焊时无需对焊件表面进行特殊的准备和控制。 • 钛合金能吸收大量的O2、H2和N2等气体，故不宜在H2和N2气氛
扩散焊年度总结
尊敬的领导，亲爱的同事们：时光荏苒，转眼间一年又即将过去。
在这一年中，我们团队在扩散焊技术的研究与应用上取得了丰硕的成果。
在此，我代表团队向大家汇报本年度的工作总结，并对下一年的工作计划进行展望。
一、年度工作回顾1. 技术研发（1）完成了扩散焊工艺参数优化研究，提高了焊接质量。
（2）成功研发了新型扩散焊设备，提高了焊接效率。
（3）探索了扩散焊在其他领域的应用，如航空航天、汽车制造等。
2. 项目实施（1）完成了多个重要项目的扩散焊工艺实施，确保了项目进度和质量。
（2）为合作伙伴提供技术支持，解决生产过程中遇到的技术难题。
（3）成功应用于多个领域，提高了客户满意度。
3. 团队建设（1）加强团队内部培训，提高员工专业技能。
（2）优化团队结构，提高团队协作效率。
（3）加强与外部合作伙伴的交流与合作，拓展业务领域。
4. 质量管理（1）严格执行ISO9001质量管理体系，确保产品质量。
（2）加强过程控制，降低不良品率。
（3）持续改进，提高产品性能。
二、年度成果1. 研发成果（1）成功研发新型扩散焊设备，提高焊接效率30%。
（2）优化扩散焊工艺参数，焊接质量合格率达到99%。
（3）发表学术论文3篇，申请专利2项。
2. 项目成果（1）完成重要项目10余项，项目成功率100%。
（2）客户满意度达到95%。
（3）为公司创造经济效益1000万元。
三、下一年的工作计划1. 技术研发（1）继续优化扩散焊工艺参数，提高焊接质量。
（2）研发新型扩散焊设备，降低生产成本。
（3）探索扩散焊在其他领域的应用，拓展市场。
2. 项目实施（1）加强项目管理，确保项目进度和质量。
（2）为合作伙伴提供全方位技术支持，提高客户满意度。
（3）积极拓展市场，争取更多项目。
3. 团队建设（1）加强团队内部培训，提高员工专业技能。
（2）优化团队结构，提高团队协作效率。
（3）加强与外部合作伙伴的交流与合作，拓展业务领域。
4. 质量管理（1）严格执行ISO9001质量管理体系，确保产品质量。
扩散焊
扩散焊:扩散焊又称扩散连接，是把两个或两个以上的固相材料（或包括中间层材料）紧压在一起，置于真空或保护气氛中加热至母材熔点一下温度，对其施加压力使连接界面微观塑性变形达到紧密接触，再经保温、原子相互扩散而形成牢固的冶金结合的一种连接方法。
通常根据焊接过程中是否出现液相将扩散焊分为固态扩散焊和瞬间液相扩散焊。
1.固态扩散焊接过程(Solid Phase Diffusion)固态扩散连接的过程大致可分为三个阶段：第一阶段为接触变形阶段，高温下微观不平的表面，在外加应力的作用下，总有一些点首先达到塑性变形，在持续压力的作用下，接触面积逐渐扩大，最终达到整个面的可靠接触；第二阶段是界面推移阶段，通过接触界面原子间的相互扩散，形成牢固的结合层，这个阶段一般要持续几分钟到几十分钟；第三阶段是界面和孔洞消失阶段，在接触部位形成的结合层逐渐向体积方向发展，扩大牢固连接面，消除界面孔洞，形成可靠的连接接头。
三个过程相互交叉进行，连接过程中可以生成固溶体及共晶体，有时形成金属间化合物，通过扩散、再结晶等过程形成固态冶金结合，达到可靠连接。
室温装配状态变形----接触阶段扩散----界面推移阶段界面孔洞消失阶段固态扩散焊三阶段示意图2.瞬间液相扩散焊接过程(TLP-Transient Liquid Phase)瞬时液相扩散焊（TLP）也称接触反应钎焊或者扩散钎焊，如果生成低熔点的共晶体，也称为共晶反应钎焊。
其重要特征是夹在两待焊面间的夹层材料经加热后，熔化形成一极薄的液相膜，它润湿并填充整个接头间隙，随后在保温过程中通过液相和固相之间的扩散而逐渐凝固形成接头。
其具体过程也分为三个阶段：第一阶段是液相生成阶段，首先将中间层材料夹在焊接表面之间，施加一定的压力，然后在无氧化条件下加热，使母材与夹层之间发生相互扩散，形成小量的液相，填充整个接头缝隙；第二阶段是等温凝固阶段，液-固之间进行充分的扩散，由于液相中使熔点降低的元素大量扩散至母材中，母材内某些元素向液相中溶解，使液相的熔点逐渐升高而凝固，形成接头。
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瞬时液相扩散焊接学科历史文化的当代价值摘要：科技是第一生产力，科技的进步与材料学科的发展息息相关。
材料领域中的先进连接技术在航空、航天、汽车制造、工业制造等领域有着举足轻重的地位。
任何工业设备的制造过程都不可能完全来源于铸造技术，焊接技术在对工件的装配过程中起着至关紧要的作用。
本文主要阐述了河南理工大学，金属物理冶金研究所，在焊接领域中的瞬时液相扩散(TLP)管道技术的历史文化背景和当代应用价值，以及TLP技术在的发展历史和当代发展趋势新。
关键词：科技创新；材料工程；瞬时液相扩散焊接1 引言近代以来，人类文明得到了巨大进步，这些大多要归功于于科学不断完善、工程技术的不断创新、进步。
随着社会的发展进步，我们的生活也发生了翻天覆地的变化。
各种各样的大型机械设备和应用环境的变化，对我们的材料的使用性能和服役条件提出了更高的要求。
以此同时，有机材料、无机材料、金属材料的发展，对科技创新的需求也是越来越高。
金属材料方向作为材料学中的一大重要分支，又可细分为四大学科，包括铸造学科、锻压学科、模具学科以及焊接学科。
本人的研究生课题是，先进连接技术TLP管道焊接[1]，是近些年来投入到生产应用中的先进技术。
对各种异种难焊材料，有着巨大的焊接技术优势，在实际生产应用中有着举足轻重的作用。
2 瞬时液相扩散焊接技术的历史文化早在上世纪70年代瞬时液相扩散焊已经成功应用于Ni基高温合金领域的连接。
随着近代工业的飞速发展，对新材料的需求越来越高，在现代材料结构中，不仅需要对大量同种材料进行焊接，有时也需要对异种金属材料进行焊接。
瞬时液相扩散焊是一种适用于难焊材料连接的焊接技术。
具有高效、节能、焊接质量好、自动化程度高、操作方便、焊接过程无弧光、无毒害、处于静态、焊机可移动等特点。
一些难熔材料以及异种材料在物理性能、化学性能、元素性质等方面有显著差异，采用常规焊接方式(如焊条电弧焊、埋弧焊、等离子弧焊、气体保护焊、电渣焊等)相对比较困难.而且采用传统焊接母材局部发生融化，有较大的焊缝和热影响区，容易产生焊接变形和焊接残余应力，影响焊接品质[2]。
为降低传统焊接工艺对焊接性能的影响，瞬时液相扩散焊得到了广泛的应用。
自20世纪80年代人们开始尝试采用非晶箔带合金作中间层，在大气条件下进行钢的瞬时液相扩散焊研究，证明在开放环境和较短的工艺时间内(2-3min)即可获得满意的接头抗拉强度和弯曲性能，并以中频感应加热方式实现了工业应用，具有高的焊接效率和质量稳定性，部分替代了手工熔化焊。
TLP作为一种新型的焊接技术在近30多年来获得了广泛的应用。
TLP技术主要是针对沉淀硬化合金开发的，因为这些合金很难用熔焊方法连接，但是TLP焊接对固溶强化合金同样有效。
因为TLP焊接具有温度低、精度高、残余应力小、接头强度高、没有明显的界面和焊接残留物的特点，所以在新材料(先进陶瓷、复合材料、氧化物弥散强化耐热合金)的制备、连接、修复等方面有很大的潜力[3]。
扩散焊接是一种精密的焊接方法，特别适用于异种金属材料、耐热合金和新材料，如陶瓷、复合材料、金属间化合物等材料的焊接。
3 瞬时液相扩散焊接技术的当代应用价值3.1 瞬时液相扩散焊在套管钻井焊接中的应用价值1995年钻井技术公司开展了套管钻井技术研究，1996年开发出了世界上第一套套管钻井系统，并己成功应用于钻井试验[4]。
套管钻井是指在钻进过程中，直接采用套管橄代传统钻杆)向井下传递机械能量和水力能量，井下钻具组合接在套管柱下面，边钻进边下套管完钻后作钻柱用的套管留在井内，直接进行固井作业。
套管钻井技术将钻井和下套管合并成个作业过程。
由此给钻井作业带来很多优点，如不用钻杆和钻挺;不需要起下钻作业;减少意外事故，提高钻井安全系数;降低钻机成本，降低油井成本，从而大大地降低了钻井成本;钻机轻便，易于搬迁和操作洲;缩短建井周期;减少钻井液对储层的浸泡时间，降低钻井作业对储层的伤害;有效地保护油气层等优点，具有很好的发展前景。
传统钻井中，套管只用来固井，不承受扭矩、弯矩等复杂载荷的作用。
在套管钻井中，套管承担钻井和固井双重任务，对套管连接的基本要求是连接后能承受钻井过程中的扭曲载荷、轴向载荷和弯曲载荷，并能顺利通过钢丝绳钻井工具。
除此之外，套管的连接要有安全操作特性，包括在钻机上容易操作、连接速度快以及完钻后能保持套管具有一定的承压能力[5]。
目前套管连接主要采用螺纹形式，但考虑到密封性和抗扭性，螺纹连接远远不如焊接。
又由于套管下井后不再提起，完钻后直接进行固井作业，因此可考虑在现场边下套管边采用合适的焊接方法将套管连接在一起。
摩擦焊由于焊接过程处于动态，设备体积大而且焊后会产生内外飞边，不适合于套管现场焊接施工。
瞬时液相扩散焊焊机体积小，焊接过程处于静态，焊接变形小，焊接强度高，焊缝成型美观，焊后不需再加工即能满足套管内外壁要求，今后可广泛应用于套管连接，推动套管钻井的发展。
3.2 瞬时液相扩散焊在油田管道焊接中的应用价值针对油田管道的焊接问题提出了一种全新的焊接方法:瞬时液相扩散焊接，并研制出了石油管道瞬时液相扩散焊焊机。
该焊机具有操作简单，易于携带，焊接效率高等特点，具有较高的市场应用价值。
目前，我国管线焊接仍以手工电弧焊为主，半自动焊为辅。
在焊接过程中，由于人为因素造成的质量不稳定和焊接生产率低等问题较为突出。
因此，迫切需要研究具有高效、高性能的焊接方法和焊接材料。
TLP焊管技术在生产方面的优越性及其机理方面的先进性已正在被工业界与学术界所认可，TLP焊管技术主要有以下优点:(1)生产率高，无需开坡口，焊接时间与壁厚无关，主要取决于降熔元素的扩散性能，数十秒到数分钟便可完成一个接头的焊接;(2)无需真空系统;(3)接头无余高，过渡圆滑，焊后无需切削再加工;(4)接头成分与组织不连续程度较轻，接头力学性能可不低于母材;(5)自动化程度高，对操作者技能要求低;(6)无焊接烟尘与飞溅，适于在易燃易爆环境下的焊接作业;(有利于环保，生产条件好;(8)有错边时可圆滑过渡，减小了应力集中，对错边影响不甚敏感。
另外，对端面准备要求低，允许表面有一定氧化物。
概言之，对于钢管的对焊焊接工艺是一种高性能、高效率、高自动化程度、低变形、无焊接烟尘污染的先进焊接工艺。
3.2 瞬时液相扩散焊在焊接修补中的应用价值关于瞬时液相扩散焊接技术的研究对其在工业中的应用有重要的意义。
管道遭腐蚀且管内压力较低时可采用套筒修复技术[6];但由于焊缝余高的存在，往往达不到技术要求。
在不破坏缺陷管体原有外形的情况下，可采用瞬时液相扩散焊来修补管道裂纹与填补焊缝。
本文提出了全新的焊接缺陷修复方式，并设计了焊接修补焊机，详细介绍了其工艺流程和结构。
该焊机结构简单，安装方便，操作可靠，具有广泛的市场推广价值。
在我国，输油输气等运输管道长期服役，相当一部分管道的管体老化问题日益突出，又因早期管道技术水平较低，现存在大量的缺陷，如腐蚀孔、未熔合和未焊彻底的焊缝等。
这些缺陷的存在严重威胁着管道的安全运行，多年来发生过很多原油和天然气泄漏等事故，给环境造成了很大压力。
在对这种管道进行修复的方法中，传统修复的方式往往会影响焊缝的质量，这是因为腐蚀孔、未熔合和未焊彻底狗焊缝常发生在围绕焊缝的地方，当修复进行时，为了使焊缝处平整，会打磨焊缝，从而使焊缝处更薄，加重了裂纹焊缝的再一次泄漏。
保证焊接质量的前提就是保证焊接管片与被修复管体的贴合度，在传统修复中，其也是影响焊接质量的重要因素;所以，要提高焊接质量，首先要保证焊接管片与管体的接合无缝隙。
特别是在修复管道缺陷为螺旋焊缝时，焊缝余高会直接影响焊件与管体外壁的贴合程度，这就会导致修复后焊缝处产生集中应力，从而降低疲劳强度，影响焊接修复的质量。
对于管道焊接而言，其主要优点是焊接变形小，另外，焊接所需时间短，焊缝焊后平整，可在大气中进行，操作简单，这些都是较之传统焊接所具有的优点，特别适于在恶劣环境下的焊接，利于环保，且生产条件好，减小了应力集中，提高了焊接效率川。
如何让该焊接方法应用在普通钢的焊接中，且在降低成本的同时又提高焊接效率，是所要研究的课题。
如果能实现该焊接方法在管道修复中的应用，将大大提高石油管道修复后的安全使用系数，并降低成本。
4 瞬时液相扩散焊接技术的当代研究现状4.1 瞬时液相扩散焊的理论与模型研究经过学者们的不断努力，已经形成了区别于传统焊接方式的模型和理论。
恩泽忠男等研究采用薄膜法对等温凝固过程求解的可行性研究，最终指出了其误差很大。
剑桥大学的A. Shirzadi与E. R. Wallach提出一种带有温度梯度的TLP焊接工艺，突破了传统TLP扩散焊惯用的焊接温度均匀化的束缚，提高了焊接品质。
剑桥大学的W.D.MacDonald等人从理论上定性地用液相中溶质原子的质量守恒定律来从理论上计算液相扩散焊的元素扩散以及中间层宽度的数值计算。
加拿大的Y.Zhou建立了瞬时液相扩散焊的等温凝固模型，给出了扩散速率的数值计算的单相解和双相解，分析等温凝固对基体金属晶粒边界扩散率的提高、境界运动及境界空穴的影响。
Ohsasa等人建立了Ni合金的动力学模型，通过差分法进行扩散的计算，得到焊接温度与焊接时间对元素扩散起到的作用。
4.2 瞬时液相扩散焊焊接参数的研究河南理工大学的陈思杰对液相扩散焊接压力进行研究，结果表明压力在液相扩散焊中起到重要作用，决定降融元素的扩散，对焊接接头的品质和焊接效率影响很大[7]。
王振江研究了焊接温度和时间对#20号钢管TLP焊接组织的影响，结果表明焊接温度过低和过高或焊接时间过短或多长都会降低TLP焊接接头的力学性能，需要选择焊接温度和焊接时间合理组合回。
四川化工职业学院的文申柳等人通过对9Cr1MoNbV钢的瞬时液相扩散焊研究，在氢气氛围内，加热温度1230℃-1260℃，加压3-5MPa，采用三种不同元素成分的合金作为中间层，研究对TLP组织和性能的影响。
研究表明中间层的选择是TLP焊接的关键，以母材为机体加入合适降融元素的中间层可以获得良好的组织和性能。
在焊接气体保护实验中，各位学者多在真空环境和惰性气体保护下进行焊接，WDMacDonald曾在还原性气体氢气和氮气混合气体氛围中实现TLP焊接，Kuntz ML和Peaslee RL分别在氮气和氢气氛围中也实现了TLP焊接。
北京石油天然气集团公司管材研究所的宫少涛研发一种适用于瞬时液相扩散焊的镍基中间层材料，厚度30μm的Ni-B-Si合金箔带，熔点950℃-1050℃，适用于低合金钢、不锈钢的瞬时液相扩散焊。
Gale WF, Broc;hu M等人研究了不同加热方式，采用高频、中频、辐射、接触电阻、电子束及辉光放电、激光、红外线等方法可以用于不同材料的TLP 悍接。