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瞬时液相扩散焊（TLP）是扩散焊的一种连接方法，它是指在被焊母材之间放入含有降熔元素的中间层合金，依靠中间层合金的直接熔化或中间层和母材之间的扩散共晶反应产生液相，随后通过等温凝固和成分均匀化形成焊接接头的连接工艺。就本质而言，TLP连接中的扩散在狭义上讲就是降低熔点的元素（Melting point depressant elements，简称MPD元素）的扩散，MPD元素的充分扩散是TLP焊接成败的命脉；而合理选定中间层则是起内因方面的首要前提。扩散的目的就在于试图使中间层中MPD元素的浓度降至足够低，以达到如提高接头的重熔温度，消除中间层中的脆性相使其改变成固熔体等目的，中间层成分的这种显著且合理的质的变化乃至中间层的消失正是该方法中“过渡”（或“瞬时”）一词的含义所在。
上世纪五十年代，Lynch等人在连接Ti时采用一种合金做中间层，从中发现经过高温保温过程，获得接头成分与母材接近的接头现象。1961年Owczarski在连接Zr合金和304不锈钢两种材料时，把这两种材料直接对接在一起，形成具有较高强度和抗蚀性的接头，并首先提出了近似于TLP扩散连接的概念。20世纪70年代初Hoppin和Berry在连接镍基耐热合金时率先使用了MPD（Melting point depressant element），并提出了活性扩散连接的概念。1974年D.S.Duvall在Udimet700材料的扩散连接中采用Cu-Ni做中间层，并获得了无脆性相的接头，他把TLP扩散连接的应用进行了汇总，并论述了其连接原理，提出了瞬时液相扩散连接的概念。
TLP连接过程如图1-2所示。将一特殊成分和熔化温度的TLP中间层合金（厚度约25～100μm）作为钎料，放置于装配好的工件间，并施加不大的压力，然后在真空或氩气保护下加热到连接温度。在连接温度下中间层首先熔化，润湿母材，在工件的配合面之间形成一薄层液体（图1-2b）。当工件在连接温度下保温时，中间层与母材之间的元素扩散迅速进行，使界面区成分发生变化，这种变化导致接头部分的等温凝固，在连接温度下形成了结合（图1-2c）。等温凝固发生后，接头的组织与母材基本相似，但在成分和结构上仍有所差别。然后在此温度下保持更长的时间，使接头的成分和结构均匀化，直到与母材相同（图1-2d）。
TLP连接与钎焊操作步骤相似，如均需在待连接母材表面间放入熔点低于母材的第三种材料（在TLP中常叫中间层-Interlayer；在钎焊中常叫钎料-Filler metal）；然后加热、保温。其原理是通过中间层在合金与母材间形成低熔点的液相，在一定温度和压力下，利用合金元素的快速扩散使母材瞬时液化，并随后等温凝固而完成焊接过程。等温凝固发生后，接头的组织与母材基本相似，但是成分和结构上仍有差别，在此温度下保持一定时间可使接头的结构和成分均匀化，直到与母材的相似。
图1-3是瞬时液相连接的等温凝固机理。中间层（含硅、硼等降低熔点的合金元素）的原始成分为Ci，其初始温度为Tmb，低于母材的熔点为Tmb。当工件加热到连接温度TB，中间层熔化，并填充接头间隙（如图1-3a）。液体和邻近母材的反应使母材配合处的硼浓度提高到高于Cs，界面处的母材开始部分熔化。由于硼的扩散和母材向液相的溶解，母材配合面的熔化一直延续到液相中间层的成分降低到C1（如图1-3b）。此时，硼从接头处向母材的继续扩散和母材的溶解，使正在进行的熔化进程发生中止，等温凝固过程开始。在TB温度下等温凝固时，液体成分保持C1浓度，并与邻近的固相表面的浓度成平衡状态。然而，由于扩散继续进行，处于C1成分浓度的液相的容积逐渐缩减，凝固过程不断地从两配合面继续向中间进行（如图1-3c）。由于在不平衡状态下的凝固过程进行缓慢，形成的固相只能是成分为Cs的富镍固溶体（由于硼不向固-液界面的液体反弹，等温凝固时不会形成脆性的富硼相）。只要扩散过程使接头区域硼的最高浓度降低到Cs，等温凝固结束，基本结合已经形成（如图1-3d）。继续保温是促使接头区均匀化，使接头成分（CP.M.）尽量接近母材（如图1-3e）[5]。
瞬时液相扩散焊的优缺点
（1）自身优点
TLP连接方法能够产生很强的、无界面的、无中间层残留的接头。TLP连接技术主要有如下优点：①生产率高，无需开坡口，连接时间与壁厚无关，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；⑦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（现场或室内），TLP连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。
（2）和传统固相扩散连接相比瞬时液相扩散连接主要有以下优点：①在连接过程中形成很薄的液相中间层，可大幅度降低焊接压力，从而减小焊接变形；②连接过程中由于液态金属的填充作用，可降低对表面粗糙度的准备要求；③由于液态金属与基体的相互作用可剥离氧化膜，所以允许表面有一定氧化膜存在。
（3）和钎焊方法相比相同之处在于都使用中间层材料作为连接介质，不同之处在于TLP连接方法中中间层的熔化和凝固过程都是和母材相互扩散的结果，并且都是在等温过程中完成的，连接后接头区域组织成分和母材成分基本相似。液相扩散连接的操作非常简单，与钎焊相同，即焊接前在被焊材料之间加入中间层，然后加压、加热、保温即可。但与钎焊接头性能相比，TLP连接具有如下优点：
①TLP接头在等温凝固完成后具有明显不同于母材与填充金属的成分，并在一定情况下最终的显微组织中分辨不出填充金属；②TLP接头比一般硬钎焊接头的强度高；③TLP接头的重熔温度高于钎焊接头而且耐高温性能好；④TLP连接容许母材表面存在一定的氧化膜，有一定的“自清净”能力。 TLP连接工艺的上述优点决定了它可应用于一般钎焊难以胜任的场合：对力学性能要求高（不低于母材）；服役温度高的耐热合金的焊接；TLP焊接接头的力学性能、耐高温性能均优于一般钎焊接头，接头形式只许采用对接形式（钎焊采用搭接）；特别是在先进材料的连接[6，7]（如单晶材料、先进陶瓷、金属基复合材料）等场合，其应用前景更为广阔。但TLP连接也存在对中间层要求严、端面粗糙度要求高、焊接时间长等美中不足。
TLP连接方法存在诸多优点的同时，也存在以下缺点：（1）对零件待焊接表面的制备和装配的要求高；（2）焊接热循环时间长，生产率低；（3）设备一次性投资较大，而且焊接工件的尺寸受到设备的限制；（4）TLP连接质量检测还没有具体标准等。瞬时液相扩散焊技术不需要传统的焊条、焊丝等焊接材料，焊接速度更快、耗能更少。目前，TLP连接已成为各种先进材料[6，8]，如先进陶瓷、复合材料、各种耐热/耐蚀超合金、单晶合金的首选焊接方法，由于它可以替代手工电弧熔化焊，并可获得优良的接头组织和力学性能，近年来被国内外工程界、制造业和学术界广泛关注。TLP连接工艺也在传统的结构材料（普通钢材和耐热钢管）等方面有广泛的应用前景，在电力、石油、化工、城建等建设工程中，管道焊接的工作量非常大。
应用前景
在国外，扩散焊接技术作为一种比较成熟的技术，以其特有的优势已经广泛应用于航空、航天、核能以及其他技术领域。发展中的纤维增强复合材料，将依赖它作为重要连接手段，未来的空间站或太空试验室的真空环境，是发展和应用扩散焊接的重要场所[9-11]。
King和Owczarski用钦研究了扩散焊接的不同参数，并提出了两个固体表而聚结的推理，该项研究已经用在与美国国家航空和宇宙航行局的马歇尔空间飞行中心制备不同宇航构件有关的探索性工作中。俄罗斯在其液体火箭发动机上大量零组件之间的连接采用了扩散焊接技术，在其成熟型号PII-120液体火箭发动机上的燃气发生器、推力室等复合组件中均采用了扩散焊接技术，其焊缝强度均能满足技术指标的要求。
在我国，扩散焊接技术在航天产品上也有一定的应用，如：燃烧室头部喷注器的扩散焊接和电磁活门扼铁端而与黄铜片的扩散焊接。经扩散焊接后的焊接接头抗拉强度可达到与母材相当的强度或达到母材强度的90%；耐压气密性优良，焊接前后产品变形量在千分之一以内，磁性能没有变化。我国新研制的液氧/煤油液体火箭发动机上也应用了扩散焊接技术。西安航天发动机厂曾对液氧/煤油火箭发动机上富氧燃气发生器S-03不锈钢（该钢是为满足液氧/煤油火箭发动机需要研制的一种新型马氏体不锈钢种）与QCr0.8铬青铜焊接工艺进行了深入的研究，获得了宝贵的数据和经验。
TLP除了在航天航空上具有广泛的发展前景以外，在管道焊接方而也具有很大的发展潜力。管道液相扩散焊技术综合了固相扩散焊和高温钎焊的技术优点，具有快速、高效和节能环保的特点，由于它可以替代手工电弧熔化焊，并可获得优良的接头组织和机械性能，近年来被国内外工程界、制造业和学术界广泛关注。山东电力研究院经过两年的艰苦攻关，设计并制造了我国第一台管道液相扩散焊机，并在核心工艺和中间层非晶合金方而取得了重要突破，具有生产实用性。它可广泛用于钢铁、石油、电力等行业，具有良好的市场前景。另外，被的扩散焊己经成功地应用于核反应堆的建造中。在大气条件下惰性气体保护的TLP扩散焊，不使用真空炉，节约了设备投资，也适合在野外施工的场合，具有很高的工程价值。同时，扩散焊与超塑性加工的结合工艺使扩散焊的应用得到了扩展[5]。
上世纪五十年代，Lynch等人在连接Ti时采用一种合金做中间层，从中发现经过高温保温过程，获得接头成分与母材接近的接头现象。1961年Owczarski在连接Zr合金和304不锈钢两种材料时，把这两种材料直接对接在一起，形成具有较高强度和抗蚀性的接头，并首先提出了近似于TLP扩散连接的概念。20世纪70年代初Hoppin和Berry在连接镍基耐热合金时率先使用了MPD（Melting point depressant element），并提出了活性扩散连接的概念。1974年D.S.Duvall在Udimet700材料的扩散连接中采用Cu-Ni做中间层，并获得了无脆性相的接头，他把TLP扩散连接的应用进行了汇总，并论述了其连接原理，提出了瞬时液相扩散连接的概念。
TLP连接过程如图1-2所示。将一特殊成分和熔化温度的TLP中间层合金（厚度约25～100μm）作为钎料，放置于装配好的工件间，并施加不大的压力，然后在真空或氩气保护下加热到连接温度。在连接温度下中间层首先熔化，润湿母材，在工件的配合面之间形成一薄层液体（图1-2b）。当工件在连接温度下保温时，中间层与母材之间的元素扩散迅速进行，使界面区成分发生变化，这种变化导致接头部分的等温凝固，在连接温度下形成了结合（图1-2c）。等温凝固发生后，接头的组织与母材基本相似，但在成分和结构上仍有所差别。然后在此温度下保持更长的时间，使接头的成分和结构均匀化，直到与母材相同（图1-2d）。
TLP连接与钎焊操作步骤相似，如均需在待连接母材表面间放入熔点低于母材的第三种材料（在TLP中常叫中间层-Interlayer；在钎焊中常叫钎料-Filler metal）；然后加热、保温。其原理是通过中间层在合金与母材间形成低熔点的液相，在一定温度和压力下，利用合金元素的快速扩散使母材瞬时液化，并随后等温凝固而完成焊接过程。等温凝固发生后，接头的组织与母材基本相似，但是成分和结构上仍有差别，在此温度下保持一定时间可使接头的结构和成分均匀化，直到与母材的相似。
图1-3是瞬时液相连接的等温凝固机理。中间层（含硅、硼等降低熔点的合金元素）的原始成分为Ci，其初始温度为Tmb，低于母材的熔点为Tmb。当工件加热到连接温度TB，中间层熔化，并填充接头间隙（如图1-3a）。液体和邻近母材的反应使母材配合处的硼浓度提高到高于Cs，界面处的母材开始部分熔化。由于硼的扩散和母材向液相的溶解，母材配合面的熔化一直延续到液相中间层的成分降低到C1（如图1-3b）。此时，硼从接头处向母材的继续扩散和母材的溶解，使正在进行的熔化进程发生中止，等温凝固过程开始。在TB温度下等温凝固时，液体成分保持C1浓度，并与邻近的固相表面的浓度成平衡状态。然而，由于扩散继续进行，处于C1成分浓度的液相的容积逐渐缩减，凝固过程不断地从两配合面继续向中间进行（如图1-3c）。由于在不平衡状态下的凝固过程进行缓慢，形成的固相只能是成分为Cs的富镍固溶体（由于硼不向固-液界面的液体反弹，等温凝固时不会形成脆性的富硼相）。只要扩散过程使接头区域硼的最高浓度降低到Cs，等温凝固结束，基本结合已经形成（如图1-3d）。继续保温是促使接头区均匀化，使接头成分（CP.M.）尽量接近母材（如图1-3e）[5]。
瞬时液相扩散焊的优缺点
（1）自身优点
TLP连接方法能够产生很强的、无界面的、无中间层残留的接头。TLP连接技术主要有如下优点：①生产率高，无需开坡口，连接时间与壁厚无关，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；⑦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（现场或室内），TLP连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。
（2）和传统固相扩散连接相比瞬时液相扩散连接主要有以下优点：①在连接过程中形成很薄的液相中间层，可大幅度降低焊接压力，从而减小焊接变形；②连接过程中由于液态金属的填充作用，可降低对表面粗糙度的准备要求；③由于液态金属与基体的相互作用可剥离氧化膜，所以允许表面有一定氧化膜存在。
（3）和钎焊方法相比相同之处在于都使用中间层材料作为连接介质，不同之处在于TLP连接方法中中间层的熔化和凝固过程都是和母材相互扩散的结果，并且都是在等温过程中完成的，连接后接头区域组织成分和母材成分基本相似。液相扩散连接的操作非常简单，与钎焊相同，即焊接前在被焊材料之间加入中间层，然后加压、加热、保温即可。但与钎焊接头性能相比，TLP连接具有如下优点：
①TLP接头在等温凝固完成后具有明显不同于母材与填充金属的成分，并在一定情况下最终的显微组织中分辨不出填充金属；②TLP接头比一般硬钎焊接头的强度高；③TLP接头的重熔温度高于钎焊接头而且耐高温性能好；④TLP连接容许母材表面存在一定的氧化膜，有一定的“自清净”能力。 TLP连接工艺的上述优点决定了它可应用于一般钎焊难以胜任的场合：对力学性能要求高（不低于母材）；服役温度高的耐热合金的焊接；TLP焊接接头的力学性能、耐高温性能均优于一般钎焊接头，接头形式只许采用对接形式（钎焊采用搭接）；特别是在先进材料的连接[6，7]（如单晶材料、先进陶瓷、金属基复合材料）等场合，其应用前景更为广阔。但TLP连接也存在对中间层要求严、端面粗糙度要求高、焊接时间长等美中不足。
TLP连接方法存在诸多优点的同时，也存在以下缺点：（1）对零件待焊接表面的制备和装配的要求高；（2）焊接热循环时间长，生产率低；（3）设备一次性投资较大，而且焊接工件的尺寸受到设备的限制；（4）TLP连接质量检测还没有具体标准等。瞬时液相扩散焊技术不需要传统的焊条、焊丝等焊接材料，焊接速度更快、耗能更少。目前，TLP连接已成为各种先进材料[6，8]，如先进陶瓷、复合材料、各种耐热/耐蚀超合金、单晶合金的首选焊接方法，由于它可以替代手工电弧熔化焊，并可获得优良的接头组织和力学性能，近年来被国内外工程界、制造业和学术界广泛关注。TLP连接工艺也在传统的结构材料（普通钢材和耐热钢管）等方面有广泛的应用前景，在电力、石油、化工、城建等建设工程中，管道焊接的工作量非常大。
应用前景
在国外，扩散焊接技术作为一种比较成熟的技术，以其特有的优势已经广泛应用于航空、航天、核能以及其他技术领域。发展中的纤维增强复合材料，将依赖它作为重要连接手段，未来的空间站或太空试验室的真空环境，是发展和应用扩散焊接的重要场所[9-11]。
King和Owczarski用钦研究了扩散焊接的不同参数，并提出了两个固体表而聚结的推理，该项研究已经用在与美国国家航空和宇宙航行局的马歇尔空间飞行中心制备不同宇航构件有关的探索性工作中。俄罗斯在其液体火箭发动机上大量零组件之间的连接采用了扩散焊接技术，在其成熟型号PII-120液体火箭发动机上的燃气发生器、推力室等复合组件中均采用了扩散焊接技术，其焊缝强度均能满足技术指标的要求。
在我国，扩散焊接技术在航天产品上也有一定的应用，如：燃烧室头部喷注器的扩散焊接和电磁活门扼铁端而与黄铜片的扩散焊接。经扩散焊接后的焊接接头抗拉强度可达到与母材相当的强度或达到母材强度的90%；耐压气密性优良，焊接前后产品变形量在千分之一以内，磁性能没有变化。我国新研制的液氧/煤油液体火箭发动机上也应用了扩散焊接技术。西安航天发动机厂曾对液氧/煤油火箭发动机上富氧燃气发生器S-03不锈钢（该钢是为满足液氧/煤油火箭发动机需要研制的一种新型马氏体不锈钢种）与QCr0.8铬青铜焊接工艺进行了深入的研究，获得了宝贵的数据和经验。
TLP除了在航天航空上具有广泛的发展前景以外，在管道焊接方而也具有很大的发展潜力。管道液相扩散焊技术综合了固相扩散焊和高温钎焊的技术优点，具有快速、高效和节能环保的特点，由于它可以替代手工电弧熔化焊，并可获得优良的接头组织和机械性能，近年来被国内外工程界、制造业和学术界广泛关注。山东电力研究院经过两年的艰苦攻关，设计并制造了我国第一台管道液相扩散焊机，并在核心工艺和中间层非晶合金方而取得了重要突破，具有生产实用性。它可广泛用于钢铁、石油、电力等行业，具有良好的市场前景。另外，被的扩散焊己经成功地应用于核反应堆的建造中。在大气条件下惰性气体保护的TLP扩散焊，不使用真空炉，节约了设备投资，也适合在野外施工的场合，具有很高的工程价值。同时，扩散焊与超塑性加工的结合工艺使扩散焊的应用得到了扩展[5]。