CN109014470B - 一种半固态加压反应钎焊方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种半固态加压反应钎焊方法，采用粉末金属材料作为钎料，将焊件和钎料加热到钎料的半固态温度，同时施加压力，并进行保温，通过液相润湿、原子扩散和化学反应形成焊缝金属及其与母材的连接，完成粉末钎料的加压液相反应烧结过程。本发明的半固态加压反应钎焊方法，焊接过程中生成有益化学反应产物，改善界面结合状态，提高钎料在母材表面的润湿性，避免有害化学反应产物，改善焊缝组织，提高接头剪切强度。

Description

一种半固态加压反应钎焊方法
技术领域
本发明涉及一种半固态加压反应钎焊方法，属于焊接技术领域。
背景技术
在对70％SiCp/Al复合材料焊接的过程中，该复合材料中SiC陶瓷颗粒增强相体积分数高达70％，因而弧焊、电子束焊、搅拌摩擦焊等方法在其连接中的应用受到很大的限制，钎焊和扩散焊方法成为比较具潜力的连接方法。在对70％SiCp/Al复合材料进行钎焊和扩散焊研究过程中，创造了本发明所涉及的半固态加压反应钎焊方法，钎焊和扩散焊技术是与本发明所涉及的半固态加压反应钎焊最接近的技术。
钎焊是采用比母材熔化温度低的钎料，采取低于母材固相线而高于钎料液相线的焊接温度，通过熔化的液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。钎焊时钎料熔化为液态而母材保持固态，液态钎料在母材的间隙或表面上润湿、毛细流动、填充、铺展、与母材相互作用(溶解、扩散或冶金结合)，冷却凝固形成牢固的接头。70％SiCp/Al复合材料因含有大量SiC陶瓷，钎料在其表面极难润湿，这必定导致钎焊在该复合材料连接中的应用遇到巨大的困难。(王鹏,程东锋,牛济泰.高体积分数SiCp增强6063Al基复合材料的真空加压钎焊[J].机械工程材料,2014,38(9):34-38.)文中填充Al70-Cu22.3-Si6.1-Mg1.6膏状钎料对体积分数为60％的SiCp/6063Al复合材料进行了真空钎焊，钎料对大块SiC增强相的润湿性一般，二者之间存在较小的间隙，接头剪切强度为71.6MPa。70％SiCp/Al复合材料所含SiC陶瓷体积分数更高，焊接必将更加困难，接头强度更低。
扩散焊是指在一定的温度和压力下，被连接表面紧密贴合，通过使局部发生微观塑性变形，或通过被连接表面产生的微观液相而扩大被连接表面的物理连接，然后结合层原子之间经过一定时间的相互扩散，形成结合界面可靠连接的过程。根据不同的准则可以对扩散焊进行多种分类，其中瞬间液相扩散焊(TLP)与本发明所涉及的半固态加压反应钎焊最为类似。瞬间液相扩散焊是指在扩散连接过程中接缝区短时间出现微量液相的扩散连接方法。在扩散焊过程中，中间层与母材发生共晶反应，形成一层极薄的液相薄膜，此液膜填充整个接头间隙后，再使之等温凝固并进行均匀化扩散处理，从而获得均匀的扩散焊接头。70％SiCp/Al复合材料因含有大量SiC陶瓷颗粒，其表面大部分区域被SiC颗粒覆盖，少部分区域为裸露的Al合金基体，能与中间层形成液相的是Al合金基体，即使所形成的液膜填充整个接头间隙，但由于SiC极难被液相润湿，因此共晶液相与SiC颗粒之间也只能形成弱连接，接头中大量弱连接的存在必将导致接头力学性能差，可见扩散焊在该复合材料焊接中的应用也遇到了很大的困难。
发明内容
本发明目的在于提供一种半固态加压反应钎焊方法。
为了解决上述技术问题，提供技术方案如下：
一种半固态加压反应钎焊方法，具体步骤如下：
步骤1，配制粉末钎料，对其进行DSC熔化特性测试，测得其产生液相的最低温度为T1，其完全熔化的温度为T2；
步骤2，对待焊母材进行焊前准备；
步骤3，在试样待焊表面之间填充配制好的粉末钎料，放入真空炉内进行合理的装配；
步骤4，抽取真空，设定焊接参数：焊接温度T、保温时间t和压力P；
步骤5，开始焊接；以8-12℃/min的升温速度开始加热，到300-400℃后保温25-35min，继续以8-12℃/min的速度加热，到T-50℃后启动加压装置进行加载，加载时间为5-10min，温度达到T时加载结束，进入保温保压状态，t小时后停止加热并卸载，卸载时间5-10min；
步骤6，随炉冷却，取出试样。
进一步的，步骤1中，所述的钎料配制和DSC测试步骤为：
步骤1.1，根据钎料配方配方准备金属粉末原材料，金属粉末的颗粒度200～300目；
步骤1.2，按配方比例称量金属粉末原材料，并混合搅拌；
步骤1.3，将搅拌后的钎料进行球磨，速度250r/min，时间4-6h；
步骤1.4，对经球磨后的钎料进行DSC熔化特性测试，记录液相开始产生的温度T1，完全熔化的温度T2。
进一步的，步骤2中，焊前准备步骤为：
步骤2.1，在水磨机上放置240#水磨砂纸，利用水磨机的自动旋转对母材表面进行粗磨；
步骤2.2，依次采用280、320、400和600#金相砂纸对已经完成粗磨的试样表面进行精磨；
步骤2.3，将打磨好的试样放入丙酮中进行超声清洗，冷风吹干备用。
步骤3中，所述的装配步骤为：
步骤3.1，采用光滑的陶瓷作为衬底，在其表面涂抹膏状阻焊剂；
步骤3.2，将待焊试样放置在衬底上，待焊面朝上，在待焊表面中央填充粉末钎料；
步骤3.3，将待焊试样放置在钎料上，待焊面与钎料紧密贴合；
步骤3.4，在待焊试样上放置陶瓷压块，压平压紧；
步骤3.5，托住陶瓷衬底，缓慢地将装配好的试样连同压块一起放至真空炉中载物台中心。
步骤4中，设定焊接温度T过程如下：
步骤4.1，根据母材及钎料的成分，将焊接温度设定在有益化合物生成温度区间T3～T4，其中，温度不低于T3时可生成有益金属间化合物，温度超过T4时会脆性金属间化合物；
步骤4.2，根据母材熔点，半固态加压反应钎焊温度应低于母材中低熔点组分的熔点T0，继续缩小焊接温度范围至T3～Min(T0,T4)；
步骤4.3，根据钎料熔化特性，根据DSC测试结果可知钎料的熔化区间为T1～T2，将焊接温度范围缩小至Max(T1,T3)～Min(T0,T2,T4)。
进一步的，步骤4中，确定保温时间t，t＝临界值tc,临界值tc为加热过程中，达到钎料的烧结组织造成缩小孔隙作用与柯肯达尔效应扩大孔隙作用相对平衡的临界时间。
进一步的，步骤4中，步骤4.6，焊接压力设定为10-15Mpa，确保母材不发生变形。
进一步的，母材为70％SiCp/Al复合材料。
进一步的，钎料为含Ti铝基钎料。
进一步的，步骤3中，真空炉真空度达到3.3×10-3-4.1×10-3Pa。
本发明相对于现有技术相比具有显著优点：
1、焊接过程中生成有益化学反应产物，改善界面结合状态，提高钎料在母材表面的润湿性。
2、避免有害化学反应产物，改善焊缝组织，提高接头剪切强度。
3、使焊接过程本质转变为粉末钎料的加压液相反应烧结过程，降低对钎料润湿性的要求，尤其适用于难润湿母材的焊接。
4、填充含Ti钎料对70％SiCp/Al复合材料进行半固态加压反应钎焊，能在SiC颗粒表面反应生成Ti7Al5Si12化合物，提高钎料在复合材料表面的润湿性，提高界面结合力；同时避免TiAl3脆性化合物的生成，改善焊缝组织，提高接头强度。接头剪切强度达90～140MPa，约是钎焊时所得接头剪切强度的6倍。
附图说明
图1是半固态加压反应钎焊过程的微观冶金过程；图1a、1b、1c分别表示第一阶段、第二阶段、第三阶段；
图2是半固态加压反应钎焊过程的宏观冶金过程；图2a、2b、2c、2d分别表示混合粉末、液相形成与颗粒重排、固相溶解-沉淀、固相骨架形成阶段；
图3是具有多个固液相温度区间的钎料熔化特性曲线；
图4是70％SiCp/Al复合材料半固态加压反应钎焊试样尺寸和装配示意图；
图5是70％SiCp/Al复合材料半固态加压反应钎焊接头SEM微观组织图
图6是70％SiCp/Al复合材料扩散焊接头实物图。
具体实施方式
本发明提供一种半固态加压反应钎焊方法，采用粉末金属材料作为钎料，将焊件和钎料加热到钎料的半固态温度，同时施加压力，并进行保温，通过液相润湿、原子扩散和化学反应形成焊缝金属及其与母材的连接，其实质是粉末钎料的加压液相反应烧结过程。在焊接过程中生成有益化合物，避免有害化合物，改善界面结合状态，改善焊缝组织，提高接头剪切强度。
本发明所涉及的半固态加压反应钎焊，其实质是粉末钎料的加压液相反应烧结过程。原理如下：
本发明所涉及的半固态加压反应钎焊从微观上可以分为三个阶段，如图1所示。
第一阶段：粘结。半固态加压反应钎焊初期，在压力作用下，颗粒间的原始接触点或面转变成晶体结合，通过形核、结晶长大等原子过程形成烧结颈。在这个阶段，颗粒内的晶粒不发生变化。
第二阶段：烧结颈长大、液相形成与化学反应。随着第一阶段中烧结颈的形成，大量原子向颗粒结合面迁移使烧结颈扩大，颗粒间距离缩小，形成连续的孔隙网络。随着扩散的进行，在成分适当的地方反生化学反应形成液相；或者在成分适当的地方形成液相，随着原子向液相的溶解，发生化学反应。总之，在此阶段中晶粒长大，晶界越过孔隙移动，被晶粒扫过的地方，孔隙消失，焊缝收缩，焊缝密度和强度增加，且随着液相的形成和化学反应的进行，最终化学反应生成物会留在焊缝中，与基体合金一起形成焊缝组织。
第三阶段：闭孔隙球化和缩小。随着烧结的进行，在压力作用下，多数孔隙很快就被完全分隔，闭孔的数量大为增加，孔隙形状逐渐趋于球形并不断缩小。
本发明所涉及的半固态加压反应钎焊从宏观上可以分为几个阶段，如图2所示。
第一阶段：液相形成与颗粒重排。当真空炉中温度升高到共晶温度时钎料中形成少量液相，颗粒间孔隙中液相所形成的毛细管力以及外界施加的压力使得液相发生粘性流动，使颗粒调整位置，重新分布达到最紧密的排布。在此阶段，烧结体密度增大较多，同时，部分其他原子向液相中扩散溶解。
第二阶段：二次液相形成与孔隙填充。当温度继续升高到新的共晶温度时，在钎料中成分起伏达到共晶要求的区域形成更多的共晶液相，液相在压力和毛细管力的作用下填充烧结颈间的孔隙，焊缝密度进一步增大。二次液相形成与孔隙填充阶段并不是所有半固态加压反应钎焊过程中都会出现的现象，如果钎料在整个热过程中没有第二种液相形成，此时的半固态加压反应钎焊不具有二次液相流动和孔隙填充阶段；如果钎料在不同温度下会形成第二种、第三种、甚至更多种类液相，则此时的半固态加压反应钎焊具有二次、三次、甚至更多次的液相形成及孔隙填充阶段。
第三阶段：固相溶解-再沉淀。固相在液相中有一定的溶解度和扩散转移是溶解-再沉淀的必要条件。该过程的一般特征是显微组织的粗化，或者称Ostwald熟化。固相在液相中的溶解度随温度和颗粒的形状和大小而变化。小颗粒的溶解度高于大颗粒，因此小的颗粒优先溶解，颗粒表面的棱角和凸起部分(具有较大曲率)也优先溶解。在这种情况下，小的颗粒趋向减小，颗粒表面趋向平整光滑；相反，溶液中一部分过饱和的原子在大颗粒表面沉析出来，使大颗粒趋向长大。这就是固相溶解和析出即通过液相的物质迁移过程。溶解和析出过程的结果是，颗粒的外形逐渐趋于球形，小颗粒逐渐缩小或消失，大颗粒更加长大，这一过程使颗粒更加靠拢，整个烧结体发生收缩。
第四阶段：固相骨架的形成。经前面几个阶段作用后，颗粒之间相互靠拢、接触、粘接并形成连续骨架，液相则填充在骨架间隙之中。在此阶段，由于固相骨架的存在，其刚性阻碍了颗粒的进一步重新排列，使得烧结体致密化速度明显减慢。且骨架中存在较多孔隙，即使在压力作用下，这些孔隙也只能在一定程度上缩小，很难完全消失，尤其当液相不充足，或者液相在毛细管力和外界压力的作用下仍不能穿过颗粒间微小的孔隙进行渗透填充时，这些孔隙只能通过原子扩散作用进一步减小，其效力甚微。
本发明所涉及的半固态加压反应钎焊，所提及的半固态为广义的半固态，焊接时钎料固液相共存，为达到固液相共存的效果，可能选用两种模式中的一种。这两种模式分别为：a)与通常半固态加工概念的中半固态意义一致，钎料有一个较宽的液相产生区间，温度在固相线以下时，钎料为固态，温度在液相线以上时，钎料为液态，焊接温度设定在固液相线温度之间；b)与通常半固态加工概念的中半固态意义不同，钎料有多个液相产生区间，如图3所示，其中1、2、3、4和5分别表示不同的固液相温度区间，当焊接温度低于区间1的最低温度时，整个焊接过程中没有液相出现，当焊接温度高于区间5的液相线温度时，焊接过程中钎料呈液态，当焊接温度在区间1的固相线和区间5的液相线之间时，焊接过程中钎料呈固液共存状态，即半固态。不管选用哪种模式的半固态，焊接过程中焊缝中既存在液相又存在固相，液相存在的目的主要是提高焊接过程中原子扩散速度，促进颗粒重排，促进粉末钎料的冶金结合。
本发明一种半固态加压反应钎焊方法，具体步骤如下：
步骤1，配制粉末钎料，对其进行DSC熔化特性测试，测得其产生液相的最低温度为T1，其完全熔化的温度为T2；
步骤2，对待焊母材进行焊前准备；
步骤3，在试样待焊表面之间填充配制好的粉末钎料，放入真空炉内进行合理的装配；
步骤4，抽取真空，设定焊接参数：焊接温度T、保温时间t和压力P；
步骤5，开始焊接；以8-12℃/min的升温速度开始加热，到300-400℃后保温25-35min，继续以8-12℃/min的速度加热，到T-50℃后启动加压装置进行加载，加载时间为5-10min，温度达到T时加载结束，进入保温保压状态，t小时后停止加热并卸载，卸载时间5-10min；
步骤6，随炉冷却，取出试样。
步骤4中，焊接工艺参数设定如下：
步骤4.1，考虑有益化合物生成温度区间。焊接过程中期望生成有益化合物A，避免生成脆性金属间化合物B，温度不低于T3时可生成化合物A，温度超过T4时会生成化合物B，因此焊接温度应在T3～T4范围内；
步骤4.2，考虑母材熔点。通常情况下，为不影响母材性能，半固态加压反应钎焊温度应低于母材中低熔点组分的熔点T0，因此可以继续缩小半固态加压反应钎焊温度范围至T3～Min(T0,T4)；
步骤4.3，考虑钎料熔化特性。根据DSC测试结果可知钎料的熔化区间为T1～T2，若焊接温度低于固相线，焊缝中没有液相，元素扩散慢，焊缝组织致密度低，接头强度低。若温度高于液相线，焊缝中全为液相，在压力作用下液相钎料会被挤出，且此时连接主要依靠钎料对母材的润湿，由于润湿性差将导致接头强度低。只有当焊接温度在钎料熔化区间内，焊缝中固液相共存，焊缝组织主要依靠粉末钎料的加压液相反应烧结过程而形成，降低了对钎料润湿性的要求，且所得焊缝组织致密，接头强度高。据此可将半固态加压反应钎焊温度可选范围缩小至Max(T1,T3)～Min(T0,T2,T4)
步骤4.4，考虑接头强度。在Max(T1,T3)～Min(T0,T2,T4)之间每隔10℃选取一个温度进行半固态加压反应钎焊进行试验，通过对接头力学性能的测试选出最佳焊接温度。
步骤4.5，设计保温时间。由于焊接过程主要依靠钎料粉末的加压液相反应烧结，因此焊接时间应比普通钎焊长，以得到致密的焊缝组织，但当保温时间达到临界值hc后，继续延长保温时间对烧结体致密化的影响会变小，同时柯肯达尔效应的作用会变得突出，反而使得焊缝组织致密度降低，虽然进一步延长保温时间终将继续提高焊缝致密度，但会导致巨大的时间和能量浪费，因此最佳保温时间应为hc。
步骤4.6，设计焊接压力。通常增大焊接压力有利于提高接头力学性能，因此尽量选择较高焊接压力，并以焊后母材不发生较大变形为上限。
下面结合实施例对本发明做进一步详细说明。本发明技术方法不局限于以下所列举的具体实施方式，还包括其他任何材料的焊接，尤其适用于难润湿材料的焊接。
实施例1
配制Al-Si1.9-Mg0.1-Ti35-Cu15-In20粉末钎料，对钎料进行熔化特性测试，填充该钎料对70％SiCp/Al复合材料进行半固态加压反应钎焊，焊接温度为600℃，保温时间1.5h，焊接压力6MPa。
具体步骤：采用Al、Si、Mg、Ti、Cu和In纯金属粉末，按Al-Si1.9-Mg0.1-Ti35-Cu15-In20比例配制钎料，经搅拌、球磨、烘干后制成钎料备用；采用差示量热扫描仪(DSC)对所制得钎料进行熔化特性测试，结果如图3所示；将240号水磨砂纸置于水磨机上，利用水磨机的自动旋转对待焊复合材料表面进行粗打磨，然后依次采用280、320、400和600号砂纸对已经完成粗磨的待焊试样表面进行精磨，磨好的试样冷风吹干备用；按图4的装配方式，在试样待焊表面之间填充配制好的粉末钎料，放入真空炉内进行合理装配；关闭炉门，抽取真空，设定参数，当真空度达到3.9×10-3Pa后，以10℃/min的速度开始加热，加热到600℃后开始保温，保温时间1.5h，同时施加6MPa压力，保温结束后卸载，并随炉冷却。
70％SiCp/Al复合材料半固态加压反应钎焊接头剪切强度为90.2MPa。
实施例2
配制B-Al89SiMg-6％Ti粉末钎料，对钎料进行熔化特性测试，填充该钎料对70％SiCp/Al复合材料进行半固态加压反应钎焊，焊接温度为600℃，保温时间1.5h，焊接压力10MPa。
具体步骤：采用B-Al89SiMg粉末钎料和纯金属Ti粉末，按B-Al89SiMg-6％Ti比例配制钎料，经搅拌、球磨、烘干后制成钎料备用；采用差示量热扫描仪(DSC)对所制得钎料进行熔化特性测试，其熔化区间为565～612℃；将240号水磨砂纸置于水磨机上，利用水磨机的自动旋转对待焊复合材料表面进行粗打磨，然后依次采用280、320、400和600号砂纸对已经完成粗磨的待焊试样表面进行精磨，磨好的试样冷风吹干备用；按图4的装配方式，在试样待焊表面之间填充配制好的粉末钎料，放入真空炉内进行合理装配；关闭炉门，抽取真空，设定参数，当真空度达到3.9×10-3Pa后，以10℃/min的速度开始加热，加热到600℃后开始保温，保温时间1.5h，同时施加10MPa压力，保温结束后卸载，并随炉冷却。
70％SiCp/Al复合材料半固态加压反应钎焊接头剪切强度为98.5MPa。
实施例3
配制B-Al89SiMg-6％Ti粉末钎料，对钎料进行熔化特性测试，填充该钎料对经渗钛处理的70％SiCp/Al复合材料进行半固态加压反应钎焊，焊接温度为600℃，保温时间1.5h，焊接压力10MPa。
具体步骤：采用B-Al89SiMg粉末钎料和纯金属Ti粉末，按B-Al89SiMg-6％Ti比例配制钎料，经搅拌、球磨、烘干后制成钎料备用；采用差示量热扫描仪(DSC)对所制得钎料进行熔化特性测试，其熔化区间为565～612℃；将240号水磨砂纸置于水磨机上，利用水磨机的自动旋转对待焊复合材料表面进行粗打磨，然后依次采用280、320、400和600号砂纸对已经完成粗磨的待焊试样表面进行精磨，磨好的试样冷风吹干备用；在Ti粉中添加少量酒精，将其调成粘稠态，并涂覆在已打磨完成的复合材料待焊表面，然后将涂覆好的试样放入真空炉中，待焊面均朝上，使试样在600℃下保温2h进行渗钛处理，冷却后将试样取出，对其表面从新打磨清洗后冷风吹干备用；按图4的装配方式，在试样待焊表面之间填充配制好的粉末钎料，放入真空炉内进行合理装配；关闭炉门，抽取真空，设定参数，当真空度达到3.9×10-3Pa后，以10℃/min的速度开始加热，加热到600℃后开始保温，保温时间1.5h，同时施加10MPa压力，保温结束后卸载，并随炉冷却。
经渗钛处理的70％SiCp/Al复合材料半固态加压反应钎焊接头剪切强度为131.3MPa。
对比例1
填充ER4047箔状钎料对70％SiCp/Al复合材料进行钎焊，该钎料熔化区间为573～585℃，钎焊温度为600℃，保温时间为15min，焊接压力为3MPa。
具体步骤：将240号水磨砂纸置于水磨机上，利用水磨机的自动旋转对待焊复合材料表面进行粗打磨，然后依次采用280、320、400和600号砂纸对已经完成粗磨的待焊试样表面和钎料表面进行精磨，磨好的试样冷风吹干备用；按图4的装配方式，在试样待焊表面之间填充钎料，放入真空炉内进行合理装配；关闭炉门，抽取真空，设定参数，当真空度达到3.9×10-3Pa后，以10℃/min的速度开始加热，加热到600℃后开始保温，保温时间15min，同时施加3MPa压力，保温结束后卸载，并随炉冷却。
70％SiCp/Al复合材料钎焊接头剪切强度为22.9MPa。
对比例2
对70％SiCp/Al复合材料进行无中间层扩散焊，焊接温度为550℃，保温时间为2h，焊接压力为6MPa。
具体步骤：将240号水磨砂纸置于水磨机上，利用水磨机的自动旋转对待焊复合材料表面进行粗打磨，然后依次采用280、320、400和600号砂纸对已经完成粗磨的待焊试样表面进行精磨，磨好的试样冷风吹干备用；按图4的装配方式，将试样放入真空炉内进行合理装配；关闭炉门，抽取真空，设定参数，当真空度达到3.9×10-3Pa后，以10℃/min的速度开始加热，加热到550℃后开始保温，保温时间2h，同时施加6MPa压力，保温结束后卸载，并随炉冷却。
70％SiCp/Al复合材料扩散焊接头未焊上，如图6所示。
本发明所涉及的半固态加压反应钎焊与钎焊具有明显区别，钎焊要求焊接过程中钎料为液相，母材为固相，连接过程主要依靠液相钎料在母材表面的润湿而进行，而半固态加压反应钎焊过程中，钎料始终处于半固态状态，连接过程是润湿、扩散、反应以及烧结过程的综合作用。本发明所涉及的半固态加压反应钎焊与瞬间液相扩散焊也具有明显区别，具体如表1所示，其中最突出的区别是，烧结过程是半固态加压反应钎焊过程中粉末钎料冶金结合的主要过程，其实质是粉末钎料的加压液相反应烧结，不管哪种扩散焊均不涉及该过程，可见扩散焊与半固态加压反应钎焊有本质上的区别。
表1半固态加压反应钎焊与瞬间液相扩散焊的区别
Figure BDA0001319762450000101
采用本发明所涉及的半固态加压反应钎焊方法对70％SiCp/Al复合材料进行焊接，可以得到剪切强度较高的焊接接头。

Claims (9)

1.一种半固态加压反应钎焊方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤1，配制粉末钎料，对其进行DSC熔化特性测试，测得其产生液相的最低温度为T1，其完全熔化的温度为T2；
步骤2，对待焊母材进行焊前准备；
步骤3，在试样待焊表面之间填充配制好的粉末钎料，放入真空炉内进行合理的装配；
步骤4，抽取真空，设定焊接参数：焊接温度T、保温时间t和压力P；
步骤4中，设定焊接温度T过程如下：
步骤4.1，根据母材及钎料的成分，将焊接温度设定在有益化合物生成温度区间T3～T4，其中，温度不低于T3时可生成有益金属间化合物，温度超过T4时会脆性金属间化合物；
步骤4.2，根据母材熔点，半固态加压反应钎焊温度应低于母材中低熔点组分的熔点T0，继续缩小焊接温度范围至T3～Min(T0,T4)；
步骤4.3，根据钎料熔化特性，根据DSC测试结果可知钎料的熔化区间为T1～T2，将焊接温度范围缩小至Max(T1,T3)～Min(T0,T2,T4)；
步骤5，开始焊接；以8-12℃/min的升温速度开始加热，到300-400℃后保温25-35min，继续以8-12℃/min的速度加热，到T-50℃后启动加压装置进行加载，加载时间为5-10min，温度达到T时加载结束，进入保温保压状态，t小时后停止加热并卸载，卸载时间5-10min；
步骤6，随炉冷却，取出试样。
2.根据权利要求1所述的半固态加压反应钎焊方法，其特征在于，步骤1中，所述的钎料配制和DSC测试步骤为：
步骤1.1，根据钎料配方准备金属粉末原材料，金属粉末的颗粒度200～300目；
步骤1.2，按配方比例称量金属粉末原材料，并混合搅拌；
步骤1.3，将搅拌后的钎料进行球磨，速度250r/min，时间4-6h；
步骤1.4，对经球磨后的钎料进行DSC熔化特性测试，记录液相开始产生的温度T1，完全熔化的温度T2。
3.根据权利要求1所述的半固态加压反应钎焊方法，其特征在于，步骤2中，所述的焊前准备步骤为：
步骤2.1，在水磨机上放置240#水磨砂纸，利用水磨机的自动旋转对母材表面进行粗磨；
步骤2.2，依次采用280、320、400和600#金相砂纸对已经完成粗磨的试样表面进行精磨；
步骤2.3，将打磨好的试样放入丙酮中进行超声清洗，冷风吹干备用。
4.根据权利要求1所述的半固态加压反应钎焊方法，其特征在于，步骤3中，所述的装配步骤为：
步骤3.1，采用光滑的陶瓷作为衬底，在其表面涂抹膏状阻焊剂；
步骤3.2，将待焊试样放置在衬底上，待焊面朝上，在待焊表面中央填充粉末钎料；
步骤3.3，将待焊试样放置在钎料上，待焊面与钎料紧密贴合；
步骤3.4，在待焊试样上放置陶瓷压块，压平压紧；
步骤3.5，托住陶瓷衬底，缓慢地将装配好的试样连同压块一起放至真空炉中载物台中心。
5.根据权利要求1所述的半固态加压反应钎焊方法，其特征在于，步骤4中，确定保温时间t，t＝临界值tc,临界值tc为加热过程中，达到钎料的烧结组织造成缩小孔隙作用与柯肯达尔效应扩大孔隙作用相对平衡的临界时间。
6.根据权利要求1所述的半固态加压反应钎焊方法，其特征在于，步骤4中，焊接压力设定为10-15Mpa，确保母材不发生变形。
7.根据权利要求1或3所述的半固态加压反应钎焊方法，其特征在于，所述的母材为70％SiCp/Al复合材料。
8.根据权利要求1、2、4或6所述的半固态加压反应钎焊方法，其特征在于，所述的钎料为含Ti铝基钎料。
9.根据权利要求1所述的半固态加压反应钎焊方法，其特征在于，步骤3中，真空炉真空度达到3.3×10-3-4.1×10-3Pa。
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