在粉末冶金材料加工技術(shù)中，零件的全部或某些成分以具有一定組成，形態(tài)和尺寸特征的顆粒形式使用，并壓制成高精度產(chǎn)品。粉末冶金生產(chǎn)具有緊密公差和高生產(chǎn)率的高質(zhì)量，復(fù)雜粉末冶金件的能力呈現(xiàn)出顯著的優(yōu)勢，例如能源效率和潛在的低資本成本。粉末冶金被廣泛用于從生物醫(yī)學(xué)到汽車工業(yè)領(lǐng)域的各種應(yīng)用，例如牙齒修復(fù)，植入物，軸承和汽車傳動部件。

作為各種應(yīng)用中的鍛造和鑄造材料的替代品，粉末冶金件變得越來越有吸引力。但是，通過利用將粉末冶金零件彼此連接或連接到其他鑄造/鍛造產(chǎn)品來制造復(fù)雜的幾何形狀的能力，可以進一步增加粉末冶金的使用。限制粉末冶金零件焊接的主要問題是孔隙，雜質(zhì)以及某些PM零件的碳含量高的事實。那么粉末冶金件的不同連接過程是怎樣的呢？

EB焊接

EB焊接通常在高真空（例如10-6mbar）下進行。因此，這是分批處理，因此可能很昂貴，因此只限于高價值零件。與激光焊接類似，它傾向于在C型鋼中提供高冷卻速率和高硬度，但由于真空會促使捕獲的氣體試圖在焊接過程中逸出，因此很可能具有更大的孔形成趨勢。據(jù)報道，孔隙率隨著行進速度的降低而增加。然而，已經(jīng)證明，具有一定孔隙率的鐵質(zhì)燒結(jié)體中焊接金屬的孔隙率可以通過梁參數(shù)來控制，并且非真空EB焊接工藝已用于燒結(jié)零件。

發(fā)現(xiàn)任何殘留的膜，例如截留在PM零件孔中的熱處理淬火油，都對EB焊接有不利影響。據(jù)報道，在高溫粉末冶金高溫合金中，燒結(jié)的粉末冶金零件中的細晶粒尺寸對于良好的EB焊接性是必不可缺的，這可能是由于延展性提高所致。這與用于吸收凝固時的應(yīng)變的細粒材料的延展性和韌性增加有關(guān)。在為航空航天應(yīng)用（發(fā)動機部件，如渦輪盤）設(shè)計的粉末冶金合金的EB焊接中發(fā)現(xiàn)裂紋，需要進一步研究。

然而，盡管存在上述問題，但EB焊接仍具有產(chǎn)生低變形的能力，這再次類似于激光焊接，或至少具有均勻的變形效果，這對于保持近凈形狀粉末冶金組件的尺寸穩(wěn)定性很重要。

電阻凸焊

凸焊是燒結(jié)PM零件應(yīng)用廣泛的焊接工藝之一。凸焊的優(yōu)點是與焊接相關(guān)的變形有限。已經(jīng)強調(diào)，成功進行凸焊的一個潛在困難是部件上可能存在氧化層，例如，經(jīng)過蒸汽處理的部件，通常用于黑色金屬燒結(jié)部件。這樣的層可通過在界面處的絕緣作用而防止令人滿意的焊接，并且作為潛在的濕氣和孔隙的來源。因此建議，如前所述，對PM零件進行任何蒸汽處理都應(yīng)在焊接后進行。通過電阻凸焊可以焊接高碳PM鋼和表面硬化零件。

摩擦焊接

摩擦焊接是固相工藝，主要用于各種幾何形狀的鍛造產(chǎn)品。特別的優(yōu)點是不需要助焊劑，填料或需要保護性氣氛，這使該工藝具有吸引力。由于促進了氣孔閉合，摩擦焊接工藝非常適合于PM零件的焊接，這可能會導(dǎo)致無氣孔的焊接界面，并具有精細的微觀結(jié)構(gòu)，特別是對于鋁基PM零件和MMC。特別是對于鋁合金PM組件，摩擦焊接還可用于通過粘結(jié)區(qū)域內(nèi)的變形破壞顆粒上的任何氧化物層，從而有助于提高粘結(jié)強度。摩擦焊接的一個潛在缺點可能與由于燒結(jié)金屬晶粒的重新取向和變形而引起的微觀結(jié)構(gòu)變化有關(guān)，這可能會在接頭中產(chǎn)生潛在的薄弱區(qū)域，從而降低疲勞性能。

釬焊

在釬焊過程中，粉末冶金件通常會像海綿一樣起作用，這可能會將釬焊合金從接頭處抽出到零件的孔隙中，從而留下不足的粘結(jié)材料。已經(jīng)開發(fā)出了避免燒結(jié)鋼吸收釬焊合金并將釬焊合金結(jié)合到燒結(jié)過程中的技術(shù)。常見的釬焊問題之一是次級產(chǎn)品的存在，例如由于助焊劑反應(yīng)會通過阻塞孔來阻止進一步的滲透。據(jù)報道，影響釬焊接頭強度的重要因素是顆粒的表面狀況（與其他技術(shù)一樣）和零件的表面粗糙度。已經(jīng)開發(fā)出新的釬焊技術(shù)，例如激光釬焊和新的釬焊合金，以在大規(guī)模生產(chǎn)環(huán)境中接合燒結(jié)部件。組件可以包括PM到PM或PM到鍛造或鑄造結(jié)構(gòu)。

擴散結(jié)合

如果鐵零件尺寸很小，則可以很容易地進行擴散粘結(jié)。燒結(jié)和擴散結(jié)合可以潛在地在同一爐中進行?？梢圆捎玫凸踩鄯磻?yīng)來提供用于在界面處鍵合的瞬時液相。由于反應(yīng)而形成的次級反應(yīng)產(chǎn)物（例如氧化物）可能會降低結(jié)合強度。但是，已經(jīng)觀察到，通過添加合適的元素（例如，鐵性PM零件中的Cu）來激活擴散，可以獲得高粘結(jié)強度。然而，通過擴散結(jié)合可以預(yù)期到相當(dāng)?shù)蛷姸鹊慕宇^，這可能限于某些幾何形狀和合金成分。迄今為止，有幾種應(yīng)用涉及輕質(zhì)材料（例如鈦合金和MMC）的擴散結(jié)合。更常規(guī)的C-Mn鋼通常沒有進行擴散結(jié)合。