层板式喷注器由多层带有精密型孔的薄板所组成,作为液体火箭发动机燃烧室的关键结构之一,已在航天器、导弹等领域得到广泛的应用。但喷注器的制造过程采用扩散焊接的方法,局部易产生焊接变形的问题,因而制造难度较大、成品率较低。同时焊接变形的影响因素及变化规律也较为复杂,难以从理论上指导工艺优化,并且工艺试验的周期较长,难以满足各型号研制的进度要求。本文运用扩散焊接界面微洞焊合模型以及有限元模拟技术,对喷注器的扩散焊接进行理论计算与模拟研究,探究焊后变形的机理,为解决层板式喷注器的制造问题提供理论依据。本文以塑性变形、表面源、界面源和蠕变四个理论模型为基础,针对扩散焊接界面的变化行为,综合推导并修正了微洞焊合模型的计算公式,设计了模型的计算流程与结果的表征方式。通过将本模型的计算数据与已有的实验数据相比较,发现误差较小,说明模型具有一定的预测能力。运用本模型对TC4钛合金扩散焊接的界面焊合进行理论计算与分析,研究了模型中不同理论对于微洞焊合的影响,并分析了工艺参数对焊合率的影响机理。结合微洞焊合模型,对喷注器扩散焊的有限元模拟方法进行探究,建立了模型的整体结构与焊接工艺曲线,定义了焊接临界点并提出了临界点前后焊接界面的变化假设。基于假设建立了模型的接触关系及力学约束等必要条件,使之真实地反映焊接界面及整体结构的变化情况。结合喷注器的结构特点,提出了扩散焊接焊后变形的评价方式,包括层板厚度变化、型孔中心偏移、型孔半径变化等。运用所提出的方法,模拟得到焊接过程中所产生的蠕变变化规律,结果表明蠕变应变主要集中在型孔的内壁和周围以及扩散焊接界面的附近。结合微洞焊合模型以及喷注器扩散焊的有限元模拟方法,分析了工艺参数和几何结构对变形的影响,包括焊接压力、焊接温度、型孔初始尺寸、型孔初始位置、型孔初始中心距等因素。结果表明,焊接压力与温度越大对变形与蠕变的影响越显著;几何结构的变化对焊后厚度与型孔半径的影响不明显,而不同几何因素对焊后型孔中心距的变化具有不同的影响。使用线性回归模型对所有涉及到的影响因素进行拟合,得到了定量的分析结果,提出了用于描述喷注器焊后变形机理的定量关系式。采用TA2为焊接材料进行了扩散焊接试验,并建立与试验相对应的有限元模型。将试验结果与模拟结果进行比对发现相对误差均较小,从而在一定程度上说明了模拟方法的有效性。另外,基于微洞焊合模型开发出扩散焊接预测系统,能够预测出扩散焊接完成所需的时间、模型中不同理论对于界面处焊合率的影响,以及焊合率随着焊接时间变化的数据等结果,使得扩散焊接变形的研究更加便捷。