Diffusionsschweißen

Diffusionsschweißen ist eine Festkörperschweißtechnik, die in der Metallbearbeitung verwendet wird und mit der sich ähnliche und ungleiche Metalle verbinden lassen. Es funktioniert nach dem Prinzip der Festkörperdiffusion, bei der sich die Atome zweier fester, metallischer Oberflächen im Laufe der Zeit vermischen. Dies wird typischerweise bei einer erhöhten Temperatur erreicht, die etwa der Hälfte der absoluten Schmelztemperatur der Materialien entspricht. Diffusionsschweißen wird üblicherweise durch Anwenden von hohem Druck in Verbindung mit notwendigerweise hoher Temperatur auf die zu schweißenden Materialien durchgeführt; die Technik wird am häufigsten zum Schweißen von „Sandwiches“ aus abwechselnden Schichten dünner Metallfolie und Metalldrähten oder -filamenten verwendet. Derzeit wird das Diffusionsschweißverfahren häufig zum Verbinden von hochfesten und feuerfesten Metallen in der Luft- und Raumfahrt- und Nuklearindustrie verwendet. Beim Diffusionsschweißen wird keine Flüssigkeitsschmelze und oft kein Füllmetall verwendet. Es wird kein Gewicht zum Gesamtergebnis hinzugefügt, und die Verbindung weist tendenziell sowohl die Festigkeit als auch die Temperaturbeständigkeit des Grundmetalls bzw. der Grundmetalle auf. Die Materialien ertragen keine oder nur eine sehr geringe plastische Verformung. Es entsteht nur sehr wenig Eigenspannung und es kommt zu keiner Verunreinigung durch den Klebevorgang. Das Verfahren kann theoretisch auf einer Verbindungsfläche beliebiger Größe durchgeführt werden, ohne dass sich die Verarbeitungszeit verlängert; in der Praxis wird die Oberfläche jedoch durch den erforderlichen Druck und physikalische Einschränkungen begrenzt. Das Verfahren kann mit ähnlichen und unähnlichen Metallen, reaktiven und feuerfesten Metallen oder Teilen unterschiedlicher Dicke durchgeführt werden. Das Diffusionsschweißen wird aufgrund seiner relativ hohen Kosten am häufigsten für Arbeiten verwendet, die mit anderen Mitteln nur schwer oder gar nicht geschweißt werden können. Beispiele hierfür sind Schweißmaterialien, die normalerweise nicht durch Flüssigschmelzen verbunden werden können, wie Zirkonium und Beryllium; Materialien mit sehr hohen Schmelzpunkten wie Wolfram; abwechselnde Schichten verschiedener Metalle, die bei hohen Temperaturen ihre Festigkeit behalten müssen; und sehr dünne, wabenförmige Metallfolienstrukturen.