本公開內(nèi)容涉及用于擴(kuò)散接合和形成金屬板材的方法和工藝流程。
背景技術(shù)：
擴(kuò)散接合是可以用于連接兩個(gè)金屬組件的固態(tài)連接技術(shù)。擴(kuò)散接合涉及固態(tài)擴(kuò)散以互相摻和來自兩個(gè)金屬組件的原子，并且可通過將兩個(gè)金屬組件擠壓在一起——通常在高溫下——進(jìn)行。
為了有效的擴(kuò)散接合，通常必須使兩個(gè)金屬組件進(jìn)行直接的金屬與金屬接觸。在兩個(gè)金屬組件上存在污物、碎片和/或殘留物可以阻止此直接的金屬與金屬接觸，從而阻止兩個(gè)金屬組件的擴(kuò)散接合和/或減小可以形成的任何擴(kuò)散接合的強(qiáng)度。類似地，在兩個(gè)金屬組件上存在表面氧化物層和/或自然氧化物層也可以阻止直接的金屬與金屬接觸，從而阻止兩個(gè)金屬組件的擴(kuò)散接合和/或減小擴(kuò)散接合的強(qiáng)度。
當(dāng)實(shí)踐時(shí)，擴(kuò)散接合可以提供經(jīng)濟(jì)的和/或高效的機(jī)制，兩個(gè)金屬組件經(jīng)由其可以連接在一起。然而，一些金屬，比如鋁，在暴露于大氣氧之后快速地氧化和/或形成難以去除的頑固性(tenacious)表面氧化物層。這樣的金屬可能難以擴(kuò)散接合。
雖然已經(jīng)開發(fā)了一些技術(shù)以擴(kuò)散接合這樣的金屬，但是這樣的技術(shù)可能不是可廣泛應(yīng)用的和/或可以是昂貴的和/或?qū)嵤┎粚?shí)際的。因而，對用于擴(kuò)散接合和形成金屬板材的改進(jìn)的方法和工藝流程存在需要。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本文公開了用于擴(kuò)散接合和形成金屬板材的方法和工藝流程。方法包括堆疊第一金屬板材和第二金屬板材以限定板材疊層(sheetstack)。板材疊層可以包括第一內(nèi)表面，其由第一金屬板材限定，和第二內(nèi)表面，其面向第一內(nèi)表面并且由第二金屬板材限定。
方法進(jìn)一步包括在第一金屬板材和第二金屬板材之間產(chǎn)生氣動(dòng)密封以限定密封的板材疊層，其限定氣動(dòng)隔離區(qū)域。第一金屬板材或其第一內(nèi)表面、第二金屬板材或其第二內(nèi)表面、和氣動(dòng)密封可以約束和/或限定氣動(dòng)隔離區(qū)域。
方法還包括增加密封的板材疊層的表面積以限定擴(kuò)大的板材疊層。這可以包括增加密封的板材疊層的表面積，增加第一內(nèi)表面的表面積，和/或增加第二內(nèi)表面的表面積。增加還可以包括增加至少閾值表面積增加，并且可以是由于密封的板材疊層的厚度的同時(shí)降低的結(jié)果或由其引起。
方法進(jìn)一步包括壓縮擴(kuò)大的板材疊層的至少一部分以在第一金屬板材的對應(yīng)部分和第二金屬板材的相反部分之間形成擴(kuò)散接合，從而限定擴(kuò)散接合的板材疊層。額外地或可選地，擴(kuò)散接合的板材疊層可以通過如下限定：使第一內(nèi)表面的至少一部分?jǐn)D壓第二內(nèi)表面的相反部分以擴(kuò)散接合第一金屬板材的該部分至第二金屬板材的相反部分。
附圖說明
圖1是可以包括成形的金屬零件的航空器的示意圖，所述成形的金屬零件可以使用本文公開的方法和工藝流程被限定。
圖2是用于使第一金屬板材和第二金屬板材相互擴(kuò)散接合的工藝流程中的清潔步驟的圖。
圖3是用于使第一金屬板材和第二金屬板材相互擴(kuò)散接合的工藝流程的堆疊步驟的圖。
圖4是用于使第一金屬板材和第二金屬板材相互擴(kuò)散接合的工藝流程的密封形成步驟的圖，所述密封形成步驟可以用于限定密封的板材疊層。
圖5圖解了沿著圖4的線5-5截取的圖4的密封的板材疊層的橫截面視圖。
圖6圖解了在用于使第一金屬板材和第二金屬板材相互擴(kuò)散接合的工藝流程期間可以用于抽空可以由密封的板材疊層限定的氣動(dòng)隔離區(qū)域的抽空管道。
圖7圖解了在用于使第一金屬板材和第二金屬板材相互擴(kuò)散接合的工藝流程期間抽空管道可以被閉塞。
圖8圖解了在用于使第一金屬板材和第二金屬板材相互擴(kuò)散接合的工藝流程期間抽空管道的一部分可以與密封的板材疊層分離。
圖9圖解了在用于使第一金屬板材和第二金屬板材相互擴(kuò)散接合的工藝流程期間可以增加密封的板材疊層的表面積以破壞金屬板材上的氧化物層和限定擴(kuò)大的板材疊層。
圖10是沿著圖9的線10-10截取的圖9的擴(kuò)大的板材疊層的示意性橫截面視圖。
圖11圖解了在用于使第一金屬板材和第二金屬板材相互擴(kuò)散接合的工藝流程期間可以用于生成擴(kuò)大的板材疊層的輥壓過程。
圖12是沿著圖11的線12-12截取的圖11的輥壓過程的示意性橫截面視圖。
圖13圖解了在用于使第一金屬板材和第二金屬板材相互擴(kuò)散接合的工藝流程期間擴(kuò)大的板材疊層可以被擴(kuò)散接合以限定擴(kuò)散接合的板材疊層。
圖14圖解了在用于使第一金屬板材和第二金屬板材相互擴(kuò)散接合的工藝流程期間可以使擴(kuò)散接合的板材疊層成形以限定成形的零件。
圖15是描繪根據(jù)本公開內(nèi)容的使第一金屬板材和第二金屬板材相互擴(kuò)散接合的方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
圖1-15提供了根據(jù)本公開內(nèi)容的用于使第一金屬板材61和第二金屬板材64相互擴(kuò)散接合的方法200的實(shí)例、可以用于擴(kuò)散接合第一金屬板材至第二金屬板材的工藝流程100的步驟的實(shí)例、可以使用工藝流程100和/或方法200生成的擴(kuò)散接合的板材疊層92的實(shí)例、可以由擴(kuò)散接合的板材疊層生成的成形的金屬零件98的實(shí)例、和/或可以包括和/或使用成形的金屬零件的航空器20的實(shí)例。發(fā)揮類似的或至少基本上類似的目的的要素在圖1-15中的每個(gè)中以相同的數(shù)字標(biāo)記，并且可以參照圖1-15中的每個(gè)在本文不詳細(xì)地討論這些要素。類似地，所有要素均可以不在圖1-15中的每個(gè)中標(biāo)記，但是可以出于一致性在本文使用與其相關(guān)聯(lián)的附圖標(biāo)記。參照圖1-15中的一個(gè)或多個(gè)在本文討論的要素、組件和/或特征可以包括在圖1-15中的任一個(gè)中和/或與圖1-15中的任一個(gè)一起使用，而不背離本公開內(nèi)容的范圍。
一般而言，可能包括在給定的(即，特定的)實(shí)施方式中的要素以實(shí)線圖解，而對于給定的實(shí)施方式可選的要素以虛線圖解。然而，以實(shí)線顯示的要素不是對所有實(shí)施方式必不可少，并且以實(shí)線顯示的要素可以從給定的實(shí)施方式省略，而不背離本公開內(nèi)容的范圍。
圖1是可以包括成形的金屬零件40的航空器20的示意圖，所述成形的金屬零件40可以使用本文公開的方法被限定。成形的金屬零件40可以形成和/或限定航空器20的任意合適的部分。作為實(shí)例，成形的金屬零件可以形成、限定航空器20的機(jī)體21、內(nèi)部22、推進(jìn)系統(tǒng)23、機(jī)身24、機(jī)翼25和/或安定面26中的一個(gè)或多個(gè)，和/或形成它們的一部分。
圖2-14圖解了根據(jù)本公開內(nèi)容的用于使第一金屬板材61和第二金屬板材64相互擴(kuò)散接合的工藝流程100的部分和/或步驟。一般而言，圖2-14的工藝流程100使用第一金屬板材和第二金屬板材，連同在其之間延伸的氣動(dòng)密封72以限制、控制和/或調(diào)節(jié)氧化劑——比如大氣氧——與將要相互擴(kuò)散接合的第一金屬板材和第二金屬板材的部分之間的接觸。因此，圖2-14的工藝流程100可以用于擴(kuò)散接合金屬板材50，其至少在如下情況下否則將難以或不可能相互擴(kuò)散接合：不首先將金屬板材放置在惰性環(huán)境中、不從金屬板材去除表面氧化物51、和/或不在金屬板材之間定位氧化物-破壞夾層。額外地或可選地，與在不在更受控的環(huán)境中進(jìn)行擴(kuò)散接合過程的情況下可能的其它方式相比，圖2-14的工藝流程100還可以用于在金屬板材之間形成更清潔和/或更高質(zhì)量的擴(kuò)散接合。
圖2是可以形成工藝流程100的一部分的清潔步驟105的圖。在清潔步驟105之前，并且如在106處指示的，一個(gè)或多個(gè)金屬板材50最初可以具有在其外表面58上存在的污染物52比如微粒物質(zhì)54和/或膜和/或涂層56。在清潔步驟105之后，并且如在107處指示的，可以清潔外表面58，微粒物質(zhì)54可以不再在外表面58上存在，和/或膜和/或涂層56可以不再在外表面58上存在。
在本公開內(nèi)容的范圍內(nèi)的是，清潔步驟105可以用于去除可以從外表面58洗滌和/或可以溶解在溶劑內(nèi)的污物、碎片、微粒、涂層和/或膜。然而，還在本公開內(nèi)容的范圍內(nèi)的是，清潔步驟105可以不去除可牢固地粘附至表面58和/或與表面58和/或與構(gòu)成金屬板材50的金屬59反應(yīng)的材料。作為實(shí)例，清潔步驟105可以從金屬板材50去除微粒物質(zhì)、潤滑脂、油和/或有機(jī)材料。然而，清潔步驟105可以不去除可以覆蓋和/或涂覆金屬板材50的金屬59的表面氧化物或自然氧化物51。
圖3是可以在工藝流程100期間進(jìn)行的堆疊步驟110的圖。在堆疊步驟110期間，兩個(gè)或更多個(gè)金屬板材50可以被堆疊以限定板材疊層60。板材疊層60包括至少兩個(gè)金屬板材50，比如第一金屬板材61和第二金屬板材64，并且可以包括任意合適數(shù)目的金屬板材50。作為實(shí)例，并且如在圖3中以虛線圖解的，板材疊層可以包括三個(gè)或甚至多于三個(gè)金屬板材50。
當(dāng)板材疊層60包括第一金屬板材61和第二金屬板材64時(shí)，板材疊層可以包括、具有和/或限定第一內(nèi)表面62和/或第一外表面63，其二者可以由第一金屬板材61限定。此外，板材疊層還可以包括、具有和/或限定第二內(nèi)表面65和/或第二外表面66，其二者可以由第二金屬板材64。第一內(nèi)表面62可以與第一外表面63相對，或可以背向(faceawayfrom)第一外表面63。類似地，第二內(nèi)表面65可以與第二外表面66相對，或可以背向第二外表面66。第一內(nèi)表面62可以面向第二內(nèi)表面65。相反地，第一外表面63與第二外表面66可以相對，或可以背向第二外表面66。
圖4-5是可以在工藝流程100的密封形成步驟115期間形成和/或限定的密封的板材疊層70的圖。圖4是密封的板材疊層的示意性俯視圖，而圖5是沿著圖4的線5-5截取的密封的板材疊層的示意性橫截面視圖。如在圖4-5中圖解的，密封的板材疊層70可以包括可以在第一金屬板材61和第二金屬板材64之間延伸的氣動(dòng)密封72。如可能在圖5中最佳圖解的，密封的板材疊層70可以限定氣動(dòng)隔離區(qū)域74，其可以被第一內(nèi)表面62、第二內(nèi)表面65和氣動(dòng)密封72約束。通常，并且當(dāng)金屬板材50是平面的或至少基本上平面的時(shí)，氣動(dòng)隔離區(qū)域74可以限定或具有小體積。因而，其中可以存在的氧化劑比如氧的體積也可以是小的，并且氣動(dòng)密封72可以限制額外的外界氧化劑進(jìn)入氣動(dòng)隔離區(qū)域。如本文更詳細(xì)討論的，這樣的構(gòu)造可以阻止在工藝流程100的后續(xù)步驟期間限定氣動(dòng)隔離區(qū)域74的第一金屬板材61和/或第二金屬板材64的部分的氧化或至少顯著的氧化。
圖6圖解了可以在密封的板材疊層70內(nèi)限定和/或附著至密封的板材疊層70的抽空管道76。抽空管道76可以用于在工藝流程100的抽空步驟120期間抽空氣動(dòng)隔離區(qū)域74。作為實(shí)例，并且如在圖6中以虛線圖解的，真空源78可以施加真空80至抽空管道76，從而抽空或至少部分地抽空氣動(dòng)隔離區(qū)域74。抽空步驟120——不是在所有實(shí)施方式中必需——可以用于從氣動(dòng)隔離區(qū)域74去除大部分氧化劑，比如氧，從而阻止在工藝流程100的后續(xù)步驟期間限定氣動(dòng)隔離區(qū)域74的第一金屬板材61和/或第二金屬板材64的部分的氧化或額外的氧化。
圖7圖解了抽空管道76可以在工藝流程100的管道密封步驟125期間被閉塞和/或密封，比如經(jīng)由和/或利用閉塞材料和/或通過限定密封的、或封離的管道77。抽空管道76可以在氣動(dòng)隔離區(qū)域74的抽空之后(即，在圖6的抽空步驟120之后)被閉塞，并且此閉塞可以阻止外界氧化劑進(jìn)入氣動(dòng)隔離區(qū)域74。
圖8圖解了在工藝流程100的去除步驟130期間一部分或甚至所有抽空管道76可以與密封的板材疊層70分離和/或從密封的板材疊層70去除。去除部分抽空管道76——不是在所有實(shí)施方式中必需——可以促進(jìn)密封的板材疊層70的進(jìn)一步處理，比如在工藝流程100的后續(xù)步驟期間。
如討論的，圖4-5的密封的板材疊層70可以使氣動(dòng)隔離區(qū)域74與圍繞密封的板材疊層的周圍環(huán)境氣動(dòng)隔離。此外，并且還如討論的，可以在氣動(dòng)隔離區(qū)域74內(nèi)存在的氧化劑的體積可以是相對低的。如此，并且在某些條件下，第一金屬板材61和第二金屬板材64可以在不具有或不必需圖6-8的抽空步驟120、管道密封步驟125和/或去除步驟130的情況下相互擴(kuò)散接合。出于這種考慮，并且雖然包括抽空步驟120、管道密封步驟125和/或去除步驟130的工藝流程100可以進(jìn)一步減少氧化劑與第一內(nèi)表面62和/或第二內(nèi)表面65之間的接觸，但這些處理步驟可以不是在所有實(shí)施方式中必需和/或?qū)θ拷饘侔宀?0必需。
圖9圖解了工藝流程100可以包括可以用于破壞或分裂可以在第一內(nèi)表面62上和/或在第二內(nèi)表面65上存在的表面氧化物51的破壞步驟135，從而在工藝流程100的隨后步驟期間限定擴(kuò)大的板材疊層82和/或允許擴(kuò)散接合第一內(nèi)表面至第二內(nèi)表面。圖10是沿著圖9的線10-10截取的圖9的擴(kuò)大的板材疊層的示意性橫截面視圖。
破壞步驟135可以包括增加圖4-8中任一個(gè)的密封的板材疊層70的表面積以形成、限定和/或生成擴(kuò)大的板材疊層82。當(dāng)與密封的板材疊層70相比時(shí)，擴(kuò)大的板材疊層82可以具有更大的總表面積。作為實(shí)例，擴(kuò)大的板材疊層82的第一內(nèi)表面62的表面積可以大于密封的板材疊層70的第一內(nèi)表面62的表面積，擴(kuò)大的板材疊層82的第二內(nèi)表面65的表面積可以大于密封的板材疊層70的第二內(nèi)表面65的表面積，擴(kuò)大的板材疊層82的第一外表面63的表面積可以大于密封的板材疊層70的第一外表面63的表面積，和/或擴(kuò)大的板材疊層82的第二外表面66的表面積可以大于密封的板材疊層70的第二外表面66的表面積。
擴(kuò)大的板材疊層82的厚度83(如在圖9中圖解的)可以小于密封的板材疊層70的厚度71(如在圖5中圖解的)。然而，這不是必需的。
如在圖10中圖解的，表面積的增加可以引起表面氧化物或自然氧化物51——其可以在第一金屬板材和/或在第二金屬板材上存在——分裂為單獨(dú)的、不同的和/或間隔的域85。如討論的，在圖9中圖解的氣動(dòng)隔離區(qū)域74可以包含非常少的氧化劑。因而，第一金屬板材的第一內(nèi)表面和/或第二金屬板材的第二內(nèi)表面可以不再氧化，從而引起域85被裸金屬和/未氧化的金屬86的區(qū)域分離。在域85相對穩(wěn)定并且氣動(dòng)隔離區(qū)域74與外界氧化劑良好隔離的系統(tǒng)中，裸金屬和/未氧化的金屬86可以持續(xù)足以允許第一金屬板材和第二金屬板材之間的隨后的擴(kuò)散接合的時(shí)段。
圖11圖解了可以用于從密封的板材疊層70生成擴(kuò)大的板材疊層82的輥壓過程。圖12是沿著圖11的線12-12截取的圖11的輥壓過程的示意性橫截面視圖。在輥壓過程期間，密封的板材疊層70可以在兩個(gè)或更多個(gè)輥90之間進(jìn)給或拉伸。這些輥可以壓縮密封的板材疊層70，從而如討論的，減薄密封的板材疊層，并且還增加密封的板材疊層的大小或表面積。如本領(lǐng)域中已知的，輥壓過程可以重復(fù)任意合適的次數(shù)而以任意適合的量降低密封的板材疊層的厚度和/或增加密封的板材疊層的表面積。
圖12的左側(cè)圖解了，在輥壓過程之前和/或在表面積增加之前，第一金屬板材的第一內(nèi)表面和/或第二金屬板材的第二內(nèi)表面可以具有在其上存在的連續(xù)的或至少基本上連續(xù)的表面氧化物51。相比之下，圖12的右側(cè)圖解了，在輥壓過程之后和/或在表面積增加之后，表面氧化物51可以被分離為裸金屬和/未氧化的金屬86在其之間延伸的域85。
圖13圖解了工藝流程100可以包括擴(kuò)散接合步驟140，其可以用于使(圖9-12的)擴(kuò)大的板材疊層82的第一金屬板材61和第二金屬板材64相互擴(kuò)散接合，從而限定擴(kuò)散接合的板材疊層92。在擴(kuò)散接合步驟140期間，部分的第一金屬板材61，連同相對和/或相應(yīng)部分的第二金屬板材64可以被壓縮，比如經(jīng)由施加壓縮力94，以促進(jìn)第一金屬板材和第二金屬板材的相互擴(kuò)散接合。額外地或可選地，擴(kuò)散接合步驟140可以包括使第一內(nèi)表面62的部分?jǐn)D壓第二內(nèi)表面65的相對和/或相應(yīng)部分。
擴(kuò)散接合步驟140可以是單獨(dú)的和/或不同的步驟，其中機(jī)械、液壓和/或氣動(dòng)機(jī)構(gòu)用于施加壓縮力94。額外地或可選地，擴(kuò)散接合步驟140可以在成形步驟145期間發(fā)生或由于成形步驟145而發(fā)生。不論準(zhǔn)確的機(jī)構(gòu)、時(shí)序和/或順序如何，擴(kuò)散接合步驟140可以生成在擴(kuò)散接合的板材疊層92內(nèi)一個(gè)或多個(gè)擴(kuò)散接合的區(qū)域96。
圖14圖解了工藝流程100可以包括成形步驟145，其可以用于使(圖13的)擴(kuò)散接合的板材疊層92成形為成形的金屬零件98。在成形的金屬零件98中，第一金屬板材61和/或第二金屬板材64可以以任意合適的方式成形和/或變形。作為實(shí)例，并且如圖解的，第二金屬板材64可以被成形和/或變形以在成形的金屬零件98內(nèi)產(chǎn)生和/或生成波狀結(jié)構(gòu)。在本公開內(nèi)容的范圍內(nèi)的是，成形步驟145可以以任意合適的方式進(jìn)行和/或完成。作為實(shí)例，成形步驟145可以包括使擴(kuò)散接合的板材疊層氣壓成形或超塑性氣壓成形以產(chǎn)生和/或生成成形的金屬零件。
圖15是描繪根據(jù)本公開內(nèi)容的使第一金屬板材和第二金屬板材相互擴(kuò)散接合的方法200的流程圖。方法200可以互補(bǔ)于圖2-14的工藝流程100，可以類似于工藝流程100，可以替代工藝流程100，和/或可以包括工藝流程100和/或可以是工藝流程100的可選的表達(dá)。因此，本文描述的方法200的任何步驟和/或細(xì)節(jié)還可以包括在工藝流程100中和/或與工藝流程100一起使用，而不背離本公開內(nèi)容的范圍。類似地，工藝流程100的任何步驟和/或細(xì)節(jié)可以包括在方法200中和/或與方法200一起使用，而不背離本公開內(nèi)容的范圍。
方法200可以在205處包括清潔一個(gè)或多個(gè)金屬板材，并且在210處包括堆疊金屬板材。方法200進(jìn)一步在215處包括在金屬板材之間產(chǎn)生氣動(dòng)密封以限定密封的板材疊層——其限定氣動(dòng)隔離區(qū)域，并且可以在220處包括限定抽空管道，在225處經(jīng)由抽空管道抽空氣動(dòng)隔離區(qū)域，在230處密封抽空管道，和/或在235處從密封的板材疊層去除抽空管道。方法200進(jìn)一步在240處包括破壞表面氧化物，并且可以在245處包括等待閾值等待時(shí)間。方法200進(jìn)一步在250處包括擴(kuò)散接合金屬板材以限定擴(kuò)散接合的板材疊層，并且可以在255處包括使擴(kuò)散接合的板材疊層成形以限定成形的金屬零件和/或在260處將成形的金屬零件裝配為航空器。
在205處清潔一個(gè)或多個(gè)金屬板材可以包括清潔隨后將與方法200一起使用的任何適合的金屬板材。作為實(shí)例，在205處清潔可以包括清潔第一金屬板材，或清潔第一金屬板材的至少一部分，并且還清潔第二金屬板材，或清潔第二金屬板材的至少一部分。作為更具體的實(shí)例，在205處清潔可以包括清潔第一金屬板材的第一內(nèi)表面，并且還清潔第二金屬板材的第二內(nèi)表面。作為另一個(gè)更具體的實(shí)例，在205處清潔可以包括使一個(gè)或多個(gè)金屬板材脫脂。圖2圖解了在205處清潔的實(shí)例。
在210處堆疊金屬板材可以包括堆疊至少第一金屬板材和第二金屬板材以限定板材疊層。在210處堆疊可以包括堆疊以便板材疊層包括第一金屬板材的第一內(nèi)表面和第二金屬板材的第二內(nèi)表面。圖3圖解了板材疊層60的實(shí)例，其包括第一金屬板材61——其包括第一內(nèi)表面62——和第二金屬板材64——其包括第二內(nèi)表面65。
在210處堆疊可以包括堆疊以便第一內(nèi)表面面向第二內(nèi)表面和/或以便第二內(nèi)表面面向第一內(nèi)表面。換句話說，在210處堆疊可以包括使第一金屬板材和第二金屬板材成層以便第一金屬板材的第一內(nèi)表面面向第二金屬板材的第二內(nèi)表面。又換句話說，在210處堆疊可以包括定向第一金屬板材和第二金屬板材以便第一內(nèi)表面平行于或至少部分地平行于第二內(nèi)表面和/或以便第一內(nèi)表面至少部分地接觸、直接地接觸、和/或物理地接觸第二內(nèi)表面。
第一金屬板材還可以限定第一外表面，其與第一內(nèi)表面相對。類似地，第二金屬板材可以限定第二外表面，其與第二內(nèi)表面相對。因而，在210處堆疊可以進(jìn)一步包括堆疊以便第一外表面背向第二外表面，或與第二外表面相對。
在215處在金屬板材之間產(chǎn)生氣動(dòng)密封以限定密封的板材疊層——其限定氣動(dòng)隔離區(qū)域——可以包括以任意合適的方式產(chǎn)生任意合適的氣動(dòng)密封。在215處產(chǎn)生在本文還可以被稱為用于限定密封的板材疊層的步驟。
可以在215處產(chǎn)生期間產(chǎn)生的氣動(dòng)密封的實(shí)例圖解在圖4-5中。其中，氣動(dòng)密封72在第一金屬板材61和第二金屬板材64之間延伸以限定氣動(dòng)隔離區(qū)域74。如圖解的，氣動(dòng)隔離區(qū)域可以由第一內(nèi)表面(即，第一內(nèi)表面62)、第二內(nèi)表面(即，第二內(nèi)表面65)、和氣動(dòng)密封(即，氣動(dòng)密封72)約束。
氣動(dòng)密封可以包括和/或是連續(xù)的氣動(dòng)密封，其圍繞和/或約束氣動(dòng)隔離區(qū)域的至少一部分，并且在本公開內(nèi)容的范圍內(nèi)的是：在215處產(chǎn)生可以包括在板材疊層的任意合適的部分和/或區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生氣動(dòng)密封。作為實(shí)例，并且如圖4-5中圖解的，氣動(dòng)密封可以在板材疊層的邊緣區(qū)域或外周區(qū)域內(nèi)限定和/或可以在板材疊層的邊緣或外周區(qū)域內(nèi)延伸；然而，這不是必需的。
氣動(dòng)密封可以包括和/或是可以以任意合適的方式形成的任意合適的氣動(dòng)密封。作為實(shí)例，氣動(dòng)密封可以包括和/或是焊接，并且在215處產(chǎn)生可以包括將第一金屬板材焊接至第二金屬板材。這可以包括將第一金屬板材點(diǎn)焊至第二金屬板材、將第一金屬板材縫焊至第二金屬板材、和/或?qū)⒌谝唤饘侔宀臄嚢枘Σ梁?friction-stirwelding)至第二金屬板材。額外地或可選地，在215處產(chǎn)生可以包括將第一金屬板材釬焊至第二金屬板材和/或?qū)⒌谝唤饘侔宀恼掣街恋诙饘侔宀摹?/p>
在220處限定抽空管道可以包括形成、產(chǎn)生、構(gòu)建、附加和/或限定任意合適的抽空管道。抽空管道可以與氣動(dòng)隔離區(qū)域流體連通延伸和/或可以從氣動(dòng)隔離區(qū)域延伸出。可以以任意合適的方式限定抽空管道。作為實(shí)例，在220處限定可以包括將金屬管釬焊至密封的板材疊層。抽空管道的實(shí)例圖解在圖6-8中的76處。
在225處經(jīng)由抽空管道抽空氣動(dòng)隔離區(qū)域可以包括以任意合適的方式抽空，并且可以在215處產(chǎn)生之后和/或在220處限定之后進(jìn)行。作為實(shí)例，在225處抽空可以包括減小氣動(dòng)隔離區(qū)域內(nèi)的壓力，從氣動(dòng)隔離區(qū)域去除氣體，從氣動(dòng)隔離區(qū)域去除氧化劑，和/或從氣動(dòng)隔離區(qū)域去除氧。當(dāng)在225處抽空包括減小氣動(dòng)隔離區(qū)域內(nèi)的壓力時(shí)，壓力可以減小至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、至少90％、至少95％、至少99％、至少99.9％、至少99.99％、或至少99.999％。圖6圖解了在225處抽空的實(shí)例。如其中圖解的，真空源78可以用于經(jīng)由抽空管道76施加真空80至氣動(dòng)隔離區(qū)域74。
在230處密封抽空管道可以包括堵塞、限制、閉塞、和/或抑制流體流動(dòng)通過抽空管道，比如阻止氣體和/或氧化劑的流經(jīng)由抽空管道進(jìn)入氣動(dòng)隔離區(qū)域。當(dāng)方法200包括在230處密封時(shí)，在230處密封可以在215處產(chǎn)生之后，在220處限定之后，在225處抽空之后，在235處去除之前，和/或在240處破壞之前進(jìn)行。圖7圖解了在230處密封的實(shí)例。如其中圖解的，可以生成密封的管道77以閉塞通過其的流體流動(dòng)?？梢砸匀我夂线m的方式生成密封的管道，比如通過在其中定位閉塞材料。閉塞材料的實(shí)例包括焊接物(weld)。
在235處從密封的板材疊層去除抽空管道可以包括從密封的板材疊層切割抽空管道。在235處去除可以在220處限定之后，在225處抽空之后，在230處密封之后，和/或在240處破壞之前進(jìn)行。圖7-8圖解了在235處去除的實(shí)例。
在240處破壞表面氧化物可以包括以任意合適的方式——比如通過壓縮、減薄、擴(kuò)大、和/或輥壓密封的板材疊層——破壞任意合適的表面氧化物以限定擴(kuò)大的板材疊層，所述表面氧化物可以形成和/或存在于密封的板材疊層的任意合適的部分上。在240處破壞在本文還可以被稱為用于由密封的板材疊層限定擴(kuò)大的板材疊層的步驟和/或用于破壞表面氧化物的步驟。
作為實(shí)例，在240處破壞可以包括增加密封的板材疊層的至少一部分的表面積。作為更具體的實(shí)例，在240處破壞可以包括增加密封的板材疊層的內(nèi)表面積，使第一內(nèi)表面的表面積增加至少閾值表面積增加，使第二內(nèi)表面的表面積增加至少閾值表面積增加，和/或增加密封的板材疊層的外表面的外表面積。
閾值表面積增加的實(shí)例包括至少10％、至少25％、至少50％、至少100％、至少200％、至少300％、至少400％、至少500％、至少600％、至少700％、和/或至少800％的表面積增加。額外地或可選地，閾值表面積增加可以是至多2000％、至多1500％、至多1000％、至多750％、至多500％、至多400％、至多300％、至多200％、和/或至多100％。閾值表面積增加可以被量化為擴(kuò)大的板材疊層的給定組件的表面積和密封的板材疊層的相同組件的表面積之間的差異。
在240處破壞還可以包括密封的板材疊層的減薄，或表面積的增加可以是由于密封的板材疊層的減薄。作為實(shí)例，在240處破壞可以額外地或可選地包括減薄、或降低密封的板材疊層的厚度以產(chǎn)生和/或生成擴(kuò)大的板材疊層。此厚度的減薄和/或降低可以與表面積的增加同時(shí)進(jìn)行，或可以產(chǎn)生表面積的增加。
厚度的減薄和/或降低可以包括使厚度減薄或降低至少閾值厚度減小。閾值厚度減小的實(shí)例包括至少10％、至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、和/或至少90％的厚度減小。額外地或可選地，閾值厚度減小可以是至多99％、至多95％、至多90％、至多80％、至多70％、至多60％、和/或至多50％。閾值厚度減小可以被量化為密封的板材疊層的厚度、或平均厚度和擴(kuò)大的板材疊層的厚度、或平均厚度之間的差異，并且可以在垂直于第一內(nèi)表面和/或垂直于第二內(nèi)表面的方向測量。
如本文參考圖9-12討論的，并且在240處破壞之前(例如，在增加密封的板材疊層的表面積以限定擴(kuò)大的板材疊層之前)，第一金屬板材的第一內(nèi)表面可以由覆蓋第一金屬板材的第一金屬的第一表面氧化物層限定。類似地，第二金屬板材的第二內(nèi)表面可以由覆蓋第二金屬板材的第二金屬的第二表面氧化物層限定。如還討論的，這些表面氧化物層可以抵制和/或阻止第一金屬板材和第二金屬板材相互擴(kuò)散接合。
然而，并且如圖10和12中圖解的，在240處破壞可以包括將第一和/或第二氧化物層分離為離散的第一和/或第二氧化物域以便第一和/或第二金屬被暴露和/或限定其各自表面的至少一部分。暴露的金屬然后可以相互擴(kuò)散接合，比如在250處擴(kuò)散接合期間。
在245處等待閾值等待時(shí)間可以包括等待任意合適的等待時(shí)間，并且可以在240處破壞之后和在250處擴(kuò)散接合之前進(jìn)行。如討論的，本文公開的方法和工藝流程在密封的板材疊層內(nèi)形成和/或限定氣動(dòng)隔離區(qū)域，并且在由密封的板材疊層限定的擴(kuò)大的板材疊層中維持此區(qū)域的氣動(dòng)隔離。因此，當(dāng)與暴露于氧化劑和/或環(huán)境空氣的相同金屬比較時(shí)，在240處破壞期間暴露的金屬可以不氧化和/或可以緩慢地氧化。因而，本文公開的方法和工藝流程可以允許在245處等待而沒有約束氣動(dòng)隔離區(qū)域的金屬板材的部分的再氧化或至少顯著的再氧化。這樣的構(gòu)造可以允許隨后的加工步驟——比如在250處擴(kuò)散接合——延遲至少閾值等待時(shí)間，同時(shí)仍允許在250處擴(kuò)散接合期間形成擴(kuò)散接合。當(dāng)與更傳統(tǒng)的擴(kuò)散接合工藝比較時(shí)，這可以向使用根據(jù)本公開內(nèi)容的方法和工藝流程的擴(kuò)散接合工藝提供額外的靈活性。
在本公開內(nèi)容的范圍內(nèi)的是：在245處等待可以包括等待任意合適的時(shí)間量。作為實(shí)例，閾值等待時(shí)間可以是至少1分鐘、至少5分鐘、至少10分鐘、至少15分鐘、至少30分鐘、至少45分鐘、至少60分鐘、至少90分鐘、至少120分鐘、至少180分鐘、和/或至少240分鐘。額外地或可選地，閾值等待時(shí)間可以是至多600分鐘、至多500分鐘、至多400分鐘、至多300分鐘、至多200分鐘、至多120分鐘、和/或至多60分鐘。
在250處擴(kuò)散接合金屬板材以限定擴(kuò)散接合的板材疊層可以包括擴(kuò)散接合第一金屬板材的至少一部分至第二金屬板材的對應(yīng)部分，并且可以以任意合適的方式完成。作為實(shí)例，在250處擴(kuò)散接合可以包括壓縮第一金屬板材的第一內(nèi)表面的至少一部分抵靠第二金屬板材的第二內(nèi)表面的對應(yīng)部分。這可以包括壓縮擴(kuò)大的板材疊層的對應(yīng)部分，比如經(jīng)由和/或使用第一壓縮力擠壓第一板材疊層的第一外表面并且同時(shí)使用第二壓縮力擠壓第二板材疊層的第二外表面。這樣的構(gòu)造圖解在圖13中。在250處擴(kuò)散接合在本文還可以被稱為用于由擴(kuò)大的板材疊層限定擴(kuò)散接合的板材疊層的步驟和/或用于擴(kuò)散接合擴(kuò)大的板材疊層以限定擴(kuò)散接合的板材疊層的步驟。
在250處擴(kuò)散接合可以包括將擴(kuò)大的板材疊層維持在擠壓溫度或壓縮溫度下，同時(shí)第一內(nèi)表面的部分?jǐn)D壓第二內(nèi)表面的對應(yīng)部分和/或同時(shí)擴(kuò)大的板材疊層的對應(yīng)部分被壓縮。壓縮溫度的實(shí)例包括如下壓縮溫度：其是第一金屬和/或第二金屬的熔融溫度的至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、和/或至少70％。額外地或可選地，壓縮溫度可以是第一金屬和/或第二金屬的熔融溫度的至多90％、至多80％、至多70％、至多60％、和/或至多50％。
在250處擴(kuò)散接合額外地或可選地可以包括在擠壓壓力或壓縮壓力下擠壓或壓縮。擠壓壓力或壓縮壓力的實(shí)例包括至少1兆帕(mpa)、至少5mpa、至少10mpa、至少25mpa、至少50mpa、至少75mpa、至少100mpa、至少150mpa、和/或至少200mpa的壓力。額外地或可選地，擠壓壓力或壓縮壓力可以是至多300mpa、至多250mpa、至多200mpa、至多150mpa、至多100mpa、和/或至多50mpa。
在250處擴(kuò)散接合可以進(jìn)一步包括擠壓或壓縮持續(xù)擠壓時(shí)間或壓縮時(shí)間。擠壓時(shí)間或壓縮時(shí)間的實(shí)例包括至少1分鐘、至少5分鐘、至少10分鐘、至少15分鐘、至少30分鐘、至少45分鐘、和/或至少60分鐘的時(shí)間。額外地或可選地，擠壓時(shí)間或壓縮時(shí)間可以是至多300分鐘、至多250分鐘、至多200分鐘、至多150分鐘、至多120分鐘、至多90分鐘、和/或至多60分鐘。
在250處擴(kuò)散接合可以以方法200內(nèi)任意合適的時(shí)序和/或排序發(fā)生。作為實(shí)例，在250處擴(kuò)散接合可以在240處破壞之后和在255處成形之前。作為另一個(gè)實(shí)例，在250處擴(kuò)散接合可以在255處成形期間發(fā)生，或可以是由于在255處成形。
在255處使擴(kuò)散接合的板材疊層成形以限定成形的金屬零件可以包括以任意合適的方式使擴(kuò)散接合的板材疊層成形或變形。作為實(shí)例，在255處成形可以包括使擴(kuò)散接合的板材疊層氣壓成形以限定成形的金屬零件。作為更具體的實(shí)例，在255處成形可以包括在成形結(jié)構(gòu)內(nèi)定向擴(kuò)散接合的板材疊層，并且增壓氣動(dòng)隔離區(qū)域的至少一部分以使第一金屬板材的對應(yīng)部分與第二金屬板材的相對部分分離。作為另一個(gè)更具體的實(shí)例，在255處成形可以包括限定波狀結(jié)構(gòu)?？梢栽?55處成形期間成形的和/或包括波狀結(jié)構(gòu)的成形的金屬零件圖解在圖14中的98處。如圖解的，在255處成形可以包括在第一金屬板材和第二金屬板材之間維持至少一個(gè)擴(kuò)散接合的區(qū)域96。
在260處將成形的金屬零件裝配為航空器可以包括以任意合適的方式裝配和/或使用成形的金屬零件以限定航空器的任意合適的部分。這可以包括將成形的金屬零件可操作地附加至航空器的至少一個(gè)其它組件?？梢园ê?或使用成形的金屬零件的航空器和/或其部分的實(shí)例圖解在圖1中并且參考其在本文討論。
如討論的，當(dāng)與更傳統(tǒng)的擴(kuò)散接合技術(shù)比較時(shí)，本文公開的方法和工藝流程可以允許以其它方式可能難以擴(kuò)散接合的金屬板材的擴(kuò)散接合和/或可以提供更便宜和/或更清潔的擴(kuò)散接合?；诖耍⑶彝瑫r(shí)非必需地，本文公開的方法和工藝流程可以在如下情況下進(jìn)行：不從第一金屬板材去除、機(jī)械地去除、和/或化學(xué)地去除氧化物，和/或不從第二金屬板材去除、機(jī)械地去除、和/或化學(xué)地去除氧化物。換句話說，本文公開的方法和工藝流程可以在如下情況下進(jìn)行：各自的表面氧化物層和/或自然氧化物層存在于第一金屬板材和第二金屬板材二者上，和/或在方法和/或工藝流程之前和/或期間不去除這些自然氧化物層。
本文公開的方法和工藝流程可以額外地或可選地在如下情況下進(jìn)行：不將密封的板材疊層放置在惰性環(huán)境內(nèi)，和/或密封的板材疊層與氧化環(huán)境流體接觸。額外地或可選地，本文公開的方法和工藝流程在如下情況下進(jìn)行：不在氣動(dòng)隔離區(qū)域內(nèi)和/或第一金屬板材和第二金屬板材之間定位氧化物-破壞夾層。
如本文使用的，短語“金屬板材”可以指的是可以擴(kuò)散接合至另一個(gè)“金屬板材”的任意合適的金屬和/或金屬體。如圖2-14中圖解的，金屬板材50可以包括平面的或至少基本上平面的結(jié)構(gòu)，其包括兩個(gè)相對的表面，比如第一內(nèi)表面62和第一外表面63，其限定金屬板材的大部分表面積。然而，此具體的構(gòu)造不是在所有實(shí)施方式中均必需。
如討論的，某些金屬，比如鋁，可以尤其難以擴(kuò)散接合，這是由于在暴露于氧化劑比如大氣空氣后自然表面氧化物的快速形成?；诖?，并且雖然不是在所有實(shí)施方式中均必需，但是第一金屬板材和/或第二金屬板材可以包括鋁和/或鋁合金，由鋁和/或鋁合金構(gòu)成，或基本上由鋁和/或鋁合金構(gòu)成。
額外地或可選地，第一金屬板材可以包括第一金屬，由第一金屬構(gòu)成，或基本上由第一金屬構(gòu)成，并且第二金屬板材可以包括第二金屬，由第二金屬構(gòu)成，或基本上由第二金屬構(gòu)成。第一金屬的組成或化學(xué)組成可以類似于、至少基本上類似于或甚至等同于第二金屬的組成或化學(xué)組成。然而，這不是必需的，并且第一金屬可以不同于和/或區(qū)別于第二金屬，只要第一金屬和第二金屬被選擇以便擴(kuò)散接合可以在其之間形成。
在下列枚舉的段落中描述了根據(jù)本公開內(nèi)容的本發(fā)明主題的實(shí)例：
a1.使第一金屬板材和第二金屬板材相互擴(kuò)散接合的方法，方法包括：
堆疊第一金屬板材和第二金屬板材以限定板材疊層，其包括由第一金屬板材限定的第一內(nèi)表面和面向第一內(nèi)表面并且由第二金屬板材限定的第二內(nèi)表面；
在第一金屬板材和第二金屬板材之間產(chǎn)生氣動(dòng)密封以便氣動(dòng)密封、第一金屬板材、和第二金屬板材一起限定密封的板材疊層，其限定由第一內(nèi)表面、第二內(nèi)表面、和氣動(dòng)密封約束的氣動(dòng)隔離區(qū)域；
通過擴(kuò)大密封的板材疊層使第一內(nèi)表面的表面積和第二內(nèi)表面的表面積增加至少閾值表面積增加，以限定擴(kuò)大的板材疊層；和
通過壓縮擴(kuò)大的板材疊層的對應(yīng)部分使第一內(nèi)表面的至少一部分?jǐn)D壓第二內(nèi)表面的相對部分，以擴(kuò)散接合第一金屬板材的對應(yīng)部分至第二金屬板材的相對部分并且限定擴(kuò)散接合的板材疊層。
a2.段落a1的方法，其中閾值表面積增加是如下至少之一：
(i)至少10％、至少25％、至少50％、至少100％、至少200％、至少300％、至少400％、至少500％、至少600％、至少700％、或至少800％；和
(ii)至多2000％、至多1500％、至多1000％、至多750％、至多500％、至多400％、至多300％、至多200％、或至多100％。
a3.段落a1-a2中任一項(xiàng)的方法，其中，與增加同時(shí)地，方法進(jìn)一步包括使密封的板材疊層的厚度降低至少閾值厚度減小，任選地，其中閾值厚度減小是如下至少之一：
(i)至少10％、至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、或至少90％；和
(ii)至多99％、至多95％、至多90％、至多80％、至多70％、至多60％、或至多50％。
a4.段落a1-a3中任一項(xiàng)的方法，其中擠壓包括擴(kuò)散接合第一金屬板材的對應(yīng)部分至第二金屬板材的相對部分。
a5.段落a1-a4中任一項(xiàng)的方法，其中方法進(jìn)一步包括在擠壓期間將擴(kuò)大的板材疊層維持在擠壓溫度下，任選地，其中第一金屬板材包括第一金屬并且擠壓溫度是如下至少之一：
(i)第一金屬的熔融溫度的至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、或至少70％；和
(ii)第一金屬的熔融溫度的至多90％、至多80％、至多70％、至多60％、或至多50％。
a6.段落a1-a5中任一項(xiàng)的方法，其中擠壓包括在擠壓壓力下擠壓，任選地，其中擠壓壓力是如下至少之一：
(i)至少1兆帕(mpa)、至少5mpa、至少10mpa、至少25mpa、至少50mpa、至少75mpa、至少100mpa、至少150mpa、或至少200mpa；和
(ii)至多300mpa、至多250mpa、至多200mpa、至多150mpa、至多100mpa、或至多50mpa。
a7.段落a1-a6中任一項(xiàng)的方法，其中擠壓包括擠壓持續(xù)擠壓時(shí)間，任選地，其中擠壓時(shí)間是如下至少之一：
(i)至少1分鐘、至少5分鐘、至少10分鐘、至少15分鐘、至少30分鐘、至少45分鐘、或至少60分鐘；和
(ii)至多300分鐘、至多250分鐘、至多200分鐘、至多150分鐘、至多120分鐘、至多90分鐘、或至多60分鐘。
a8.段落a1-a7中任一項(xiàng)的方法，其中，在增加之后和在擠壓之前，方法進(jìn)一步包括等待至少閾值等待時(shí)間，任選地，其中閾值等待時(shí)間是如下至少之一：
(i)至少1分鐘、至少5分鐘、至少10分鐘、至少15分鐘、至少30分鐘、至少45分鐘、至少60分鐘、至少90分鐘、至少120分鐘、至少180分鐘、或至少240分鐘；和
(ii)至多600分鐘、至多500分鐘、至多400分鐘、至多300分鐘、至多200分鐘、至多120分鐘、或至多60分鐘。
b1.擴(kuò)散接合第一金屬板材至第二金屬板材的方法，方法包括：
堆疊第一金屬板材和第二金屬板材以限定板材疊層；
在第一金屬板材和第二金屬板材之間產(chǎn)生氣動(dòng)密封以限定密封的板材疊層，其限定其內(nèi)的氣動(dòng)隔離區(qū)域；
使密封的板材疊層的厚度降低至少閾值厚度減小，同時(shí)增加密封的板材疊層的表面積以限定擴(kuò)大的板材疊層；和
壓縮擴(kuò)大的板材疊層的至少一部分以在第一金屬板材的對應(yīng)部分和第二金屬板材的相對部分之間形成擴(kuò)散接合并且限定擴(kuò)散接合的板材疊層。
b2.段落b1的方法，其中堆疊包括堆疊以便板材疊層包括由第一金屬板材限定的第一內(nèi)表面和面向第一內(nèi)表面并且由第二金屬板材限定的第二內(nèi)表面。
b3.段落b1-b2中任一項(xiàng)的方法，其中產(chǎn)生氣動(dòng)密封包括產(chǎn)生氣動(dòng)密封以便氣動(dòng)密封、第一金屬板材或其第一內(nèi)表面和第二金屬板材或其第二內(nèi)表面一起限定氣動(dòng)隔離區(qū)域。
b4.段落b1-b3中任一項(xiàng)的方法，其中閾值厚度減小是如下至少之一：
(i)至少10％、至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、或至少90％；和
(ii)至多99％、至多95％、至多90％、至多80％、至多70％、至多60％、或至多50％。
b5.段落b1-b4中任一項(xiàng)的方法，其中增加包括使密封的板材疊層的表面積增加至少閾值表面積增加，并且任選地，其中閾值表面積增加是如下至少之一：
(i)至少10％、至少25％、至少50％、至少100％、至少200％、至少300％、至少400％、至少500％、至少600％、至少700％、或至少800％；和
(ii)至多2000％、至多1500％、至多1000％、至多750％、至多500％、至多400％、至多300％、至多200％、或至多100％。
b6.段落b1-b5中任一項(xiàng)的方法，其中增加包括增加密封的板材疊層的外表面的外表面積。
b7.段落b1-b6中任一項(xiàng)的方法，其中增加包括增加密封的板材疊層的內(nèi)表面積，其中內(nèi)表面積至少部分地約束氣動(dòng)隔離區(qū)域。
b8.段落b1-b7中任一項(xiàng)的方法，其中壓縮包括使第一金屬板材的第一內(nèi)表面的至少一部分?jǐn)D壓第二金屬板材的第二內(nèi)表面的相對部分。
b9.段落b1-b8中任一項(xiàng)的方法，其中方法進(jìn)一步包括在壓縮期間將擴(kuò)大的板材疊層維持在壓縮溫度下，任選地，其中第一金屬板材包括第一金屬并且壓縮溫度是如下至少之一：
(i)第一金屬的熔融溫度的至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、或至少70％；和
(ii)第一金屬的熔融溫度的至多90％、至多80％、至多70％、至多60％、或至多50％。
b10.段落b1-b9中任一項(xiàng)的方法，其中壓縮包括在壓縮壓力下壓縮，任選地，其中壓縮壓力是如下至少之一：
(i)至少1兆帕(mpa)、至少5mpa、至少10mpa、至少25mpa、至少50mpa、至少75mpa、至少100mpa、至少150mpa、或至少200mpa；和
(ii)至多300mpa、至多250mpa、至多200mpa、至多150mpa、至多100mpa、或至多50mpa。
b11.段落b1-b10中任一項(xiàng)的方法，其中壓縮包括壓縮持續(xù)壓縮時(shí)間，任選地，其中壓縮時(shí)間是如下至少之一：
(i)至少1分鐘、至少5分鐘、至少10分鐘、至少15分鐘、至少30分鐘、至少45分鐘、或至少60分鐘；和
(ii)至多300分鐘、至多250分鐘、至多200分鐘、至多150分鐘、至多120分鐘、至多90分鐘、或至多60分鐘。
b12.段落b1-b11中任一項(xiàng)的方法，其中，在降低之后和在壓縮之前，方法進(jìn)一步包括等待至少閾值等待時(shí)間，任選地，其中閾值等待時(shí)間是如下至少之一：
(i)至少1分鐘、至少5分鐘、至少10分鐘、至少15分鐘、至少30分鐘、至少45分鐘、至少60分鐘、至少90分鐘、至少120分鐘、至少180分鐘、或至少240分鐘；和
(ii)至多600分鐘、至多500分鐘、至多400分鐘、至多300分鐘、至多200分鐘、至多120分鐘、或至多60分鐘。
c1.段落a1-b12中任一項(xiàng)的方法，其中產(chǎn)生氣動(dòng)密封包括在板材疊層的邊緣區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生氣動(dòng)密封。
c2.段落a1-c1中任一項(xiàng)的方法，其中產(chǎn)生氣動(dòng)密封包括將第一金屬板材焊接至第二金屬板材。
c3.段落c2的方法，其中焊接包括如下至少之一：
(i)將第一金屬板材點(diǎn)焊至第二金屬板材；
(ii)將第一金屬板材縫焊至第二金屬板材；和
(iii)將第一金屬板材攪拌摩擦焊至第二金屬板材。
c4.段落a1-c3中任一項(xiàng)的方法，其中產(chǎn)生氣動(dòng)密封包括將第一金屬板材釬焊至第二金屬板材。
c5.段落a1-c4中任一項(xiàng)的方法，其中產(chǎn)生氣動(dòng)密封包括將第一金屬板材粘附至第二金屬板材。
c6.段落a1-c5中任一項(xiàng)的方法，其中，在增加之前，第一金屬板材的第一內(nèi)表面由覆蓋第一金屬板材的第一金屬的第一表面氧化物層限定，并且第二金屬板材的第二內(nèi)表面由覆蓋第二金屬板材的第二金屬的第二表面氧化物層限定，并且進(jìn)一步其中增加包括：
(i)將第一氧化物層分離為離散的第一氧化物域以便第一內(nèi)表面的至少一部分由第一金屬限定；和
(ii)將第二氧化物層分離為離散的第二氧化物域以便第二內(nèi)表面的至少一部分由第二金屬限定。
c7.段落a1-c6中任一項(xiàng)的方法，其中增加包括在一對相對輥之間輥壓密封的板材疊層。
c8.段落a1-c7中任一項(xiàng)的方法，其中，在產(chǎn)生氣動(dòng)密封之后和在增加之前，方法進(jìn)一步包括抽空氣動(dòng)隔離區(qū)域。
c9.段落c8的方法，其中方法進(jìn)一步包括限定抽空管道，其與氣動(dòng)隔離區(qū)域流體相通延伸，并且進(jìn)一步其中抽空包括經(jīng)由抽空管道抽空。
c10.段落c9的方法，其中限定抽空管道包括將金屬管釬焊至密封的板材疊層。
c11.段落c9-c10中任一項(xiàng)的方法，其中，在抽空之后和在增加之前，方法進(jìn)一步包括密封抽空管道。
c12.段落c11的方法，其中，在密封之后和在增加之前，方法進(jìn)一步包括從密封的板材疊層去除抽空管道的至少一部分。
d1.使第一金屬板材和第二金屬板材相互擴(kuò)散接合的方法，方法包括：
堆疊第一金屬板材和第二金屬板材以限定板材疊層；
用于由板材疊層限定密封的板材疊層的步驟，其中密封的板材疊層限定其內(nèi)的氣動(dòng)隔離區(qū)域；
用于由密封的板材疊層限定擴(kuò)大的板材疊層的步驟，其中擴(kuò)大的板材疊層具有比密封的板材疊層更大的表面積；
用于由擴(kuò)大的板材疊層限定擴(kuò)散接合的板材疊層的步驟，其中擴(kuò)散接合的板材疊層包括在第一金屬板材的至少一部分和第二金屬板材的相對部分之間的至少一個(gè)擴(kuò)散接合。
e1.段落a1-d1中任一項(xiàng)的方法，其中堆疊包括使第一金屬板材和第二金屬板材成層以便第一金屬板材的第一內(nèi)表面面向第二金屬板材的第二內(nèi)表面。
e2.段落a1-e1中任一項(xiàng)的方法，其中堆疊包括定向第一金屬板材和第二金屬板材以便第一金屬板材的第一內(nèi)表面平行于或至少基本上平行于第二金屬板材的第二內(nèi)表面。
e3.段落a1-e2中任一項(xiàng)的方法，其中堆疊包括定向第一金屬板材和第二金屬板材以便第一金屬板材的第一內(nèi)表面至少部分地接觸并且任選地直接地和物理地接觸第二金屬板材的第二內(nèi)表面。
e4.段落a1-e3中任一項(xiàng)的方法，其中第一金屬板材限定第一外表面，其與第一內(nèi)表面相對，其中第二金屬板材限定第二外表面，其與第二內(nèi)表面相對，并且進(jìn)一步其中第一外表面背向第二外表面。
e5.段落e4的方法，其中擠壓/壓縮包括施加第一壓縮力至第一外表面和同時(shí)施加相對的第二壓縮力至第二外表面。
e6.段落a1-e5中任一項(xiàng)的方法，其中，在堆疊之前，方法進(jìn)一步包括清潔第一金屬板材和第二金屬板材的至少一部分。
e7.段落e6的方法，其中清潔包括脫脂。
e8.段落e6-e7中任一項(xiàng)的方法，其中第一金屬板材的部分包括第一內(nèi)表面，并且進(jìn)一步其中第二金屬板材的部分包括第二內(nèi)表面。
e9.段落a1-e8中任一項(xiàng)的方法，其中方法包括執(zhí)行方法而不具有如下至少之一：
(i)從第一金屬板材去除氧化物；
(ii)從第二金屬板材去除氧化物；
(iii)從第一金屬板材機(jī)械地去除氧化物；
(iv)從第二金屬板材機(jī)械地去除氧化物；
(v)從第一金屬板材化學(xué)地去除氧化物；
(vi)從第二金屬板材化學(xué)地去除氧化物。
e10.段落a1-e9中任一項(xiàng)的方法，其中方法包括執(zhí)行方法同時(shí)各自的自然氧化物層存在于第一金屬板材的第一內(nèi)表面和第二金屬板材的第二內(nèi)表面二者上。
e11.段落a1-e10中任一項(xiàng)的方法，其中方法包括執(zhí)行方法而不將密封的板材疊層放置在惰性環(huán)境內(nèi)。
e12.段落a1-e11中任一項(xiàng)的方法，其中方法包括執(zhí)行方法同時(shí)密封的板材疊層與氧化環(huán)境流體接觸。
e13.段落a1-e12中任一項(xiàng)的方法，其中方法包括執(zhí)行方法而不在氣動(dòng)隔離區(qū)域內(nèi)定位氧化物-破壞夾層。
e14.段落a1-e13中任一項(xiàng)的方法，其中方法進(jìn)一步包括使擴(kuò)散接合的板材疊層成形以限定成形的金屬零件。
e15.段落e14的方法，其中成形包括使擴(kuò)散接合的板材疊層氣壓成形。
e16.段落e14-e15中任一項(xiàng)的方法，其中成形包括在成形結(jié)構(gòu)內(nèi)定向擴(kuò)散接合的板材疊層，并且增壓氣動(dòng)隔離區(qū)域的至少一部分以使第一金屬板材的對應(yīng)部分與第二金屬板材的相對部分分離，并且限定成形的金屬零件。
e17.段落e14-e16中任一項(xiàng)的方法，其中成形包括限定波狀結(jié)構(gòu)，其限定成形的金屬零件。
e18.段落e14-e17中任一項(xiàng)的方法，其中，在成形期間，方法進(jìn)一步包括在第一金屬板材和第二金屬板材之間維持至少一個(gè)擴(kuò)散接合。
e19.制造航空器的方法，方法包括：
使用段落e14-e18中任一項(xiàng)的方法限定成形的金屬零件；和
將成形的金屬零件可操作地附連至航空器的至少一個(gè)其它組件以限定航空器的至少一部分。
e20.段落a1-e19中任一項(xiàng)的方法，其中第一金屬板材和第二金屬板材中的至少一個(gè)并且任選地兩個(gè)包括鋁和鋁合金中的至少一種，或基本上由鋁和鋁合金中的至少一種構(gòu)成。
e21.段落a1-e20中任一項(xiàng)的方法，其中第一金屬板材包括第一金屬，或基本上由第一金屬構(gòu)成，其中第二金屬板材包括第二金屬，或基本上由第二金屬構(gòu)成，并且任選地，其中第一金屬的組成類似于、至少基本上類似于或等同于第二金屬的組成。
如本文使用的，當(dāng)修飾設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)組件或特性的動(dòng)作、運(yùn)動(dòng)、構(gòu)造、或其它活動(dòng)時(shí)，術(shù)語“選擇性的”和“選擇性地”意思是具體的動(dòng)作、運(yùn)動(dòng)、構(gòu)造、或其它活動(dòng)是使用者操縱設(shè)備的方面或一個(gè)或多個(gè)組件的直接或間接結(jié)果。
如本文使用的，術(shù)語“適合”和“配置”意思是元件、組件、或其它主題設(shè)計(jì)為和/或意欲執(zhí)行給定的功能。因而，術(shù)語“適合”和“配置”的使用不應(yīng)當(dāng)解釋為意思是給定的元件、組件、或其它主題簡單地“能夠”執(zhí)行給定的功能，而是元件、組件、和/或其它主題被具體地選擇、產(chǎn)生、實(shí)施、使用、編程、和/或設(shè)計(jì)用于執(zhí)行功能的目的。還在本公開內(nèi)容的范圍內(nèi)的是：敘述為適合執(zhí)行特定的功能的元件、組件、和/或其它敘述的主題可以額外地或可選地描述為被配置以執(zhí)行該功能，并且反之亦然。類似地，敘述為配置為執(zhí)行特定的功能的主題可以額外地或可選地描述為是可操作的以執(zhí)行該功能。
如本文使用的，涉及一個(gè)或多個(gè)實(shí)體的列表的短語“至少一個(gè)”應(yīng)當(dāng)理解為意思是選自實(shí)體的列表中的任意一個(gè)或多個(gè)實(shí)體的至少一個(gè)實(shí)體，但是非必然地包括在實(shí)體的列表內(nèi)具體地列舉的每一和每個(gè)實(shí)體中的至少一個(gè)，并且不排除實(shí)體的列表中的實(shí)體的任意組合。此定義還允許實(shí)體可以任選地存在，除了在短語“至少一個(gè)”所指代的實(shí)體的列表內(nèi)具體地確定的實(shí)體，不論是否與具體地確定的實(shí)體相關(guān)。因而，作為非限制性實(shí)例，“a和b中的至少一個(gè)”(或，等價(jià)地，“a或b中的至少一個(gè)”，或，等價(jià)地“a和/或b中的至少一個(gè)”)在一個(gè)實(shí)施方式中可以指的是至少一個(gè)——任選地包括多于一個(gè)——a而不存在b(并且任選地包括除了b之外的實(shí)體)；在另一個(gè)實(shí)施方式中，指的是至少一個(gè)——任選地包括多于一個(gè)——b而不存在a(并且任選地包括除了a之外的實(shí)體)；在又另一個(gè)實(shí)施方式中，指的是至少一個(gè)——任選地包括多于一個(gè)——a和至少一個(gè)——任選地包括多于一個(gè)——b(并且任選地包括其它實(shí)體)。換句話說，短語“至少一個(gè)”、“一個(gè)或多個(gè)”、和“和/或”是開放式表達(dá)，其在操作上是連接詞和反義連接詞二者。例如，表達(dá)“a、b和c中的至少一個(gè)”、“a、b或c中的至少一個(gè)”、“a、b和c中的一個(gè)或多個(gè)”、“a、b或c中的一個(gè)或多個(gè)”和“a、b和/或c”中的每個(gè)可以意思是單獨(dú)的a、單獨(dú)的b、單獨(dú)的c、a和b一起、a和c一起、b和c一起、a、b和c一起和任選地上面的任何與至少一個(gè)其它實(shí)體組合。
多種公開的設(shè)備的元件和本文公開的方法和工藝流程的步驟不是對根據(jù)本公開內(nèi)容的所有設(shè)備、方法和工藝流程均必需，并且本公開內(nèi)容包括本文公開的多種元件和步驟的所有新穎的和非顯而易見的組合和亞組合。而且，本文公開的多種元件和步驟中的一個(gè)或多個(gè)可以限定與公開的設(shè)備、方法或工藝流程的整體分離和分開的獨(dú)立的創(chuàng)造性主題。因此，這樣的創(chuàng)造性主題不需要與在本文明確公開的具體的設(shè)備、方法或工藝流程相關(guān)聯(lián)，并且這樣的創(chuàng)造性主題可以在未在本文明確公開的設(shè)備、方法或工藝流程中發(fā)現(xiàn)實(shí)用性。
條款1.使第一金屬板材和第二金屬板材相互擴(kuò)散接合的方法，方法包括：
堆疊第一金屬板材和第二金屬板材以限定板材疊層，其包括由第一金屬板材限定的第一內(nèi)表面和面向第一內(nèi)表面并且由第二金屬板材限定的第二內(nèi)表面；
在第一金屬板材和第二金屬板材之間產(chǎn)生氣動(dòng)密封以便氣動(dòng)密封、第一金屬板材、和第二金屬板材一起限定密封的板材疊層，其限定由第一內(nèi)表面、第二內(nèi)表面、和氣動(dòng)密封約束的氣動(dòng)隔離區(qū)域；
通過擴(kuò)大密封的板材疊層使第一內(nèi)表面的表面積和第二內(nèi)表面的表面積增加至少閾值表面積增加，以限定擴(kuò)大的板材疊層；和
通過壓縮擴(kuò)大的板材疊層的對應(yīng)部分使第一內(nèi)表面的至少一部分?jǐn)D壓第二內(nèi)表面的相對部分，以擴(kuò)散接合第一金屬板材的對應(yīng)部分至第二金屬板材的相對部分并且限定擴(kuò)散接合的板材疊層。
條款2.條款1的方法，其中閾值表面積增加是至少25％。
條款3.條款1的方法，其中，與增加同時(shí)地，方法進(jìn)一步包括使密封的板材疊層的厚度降低至少20％的閾值厚度減小。
條款4.條款1的方法，其中方法進(jìn)一步包括在擠壓期間將擴(kuò)大的板材疊層維持在擠壓溫度下，其中第一金屬板材包括第一金屬，并且擠壓溫度是第一金屬的熔融溫度的至少20％和第一金屬的熔融溫度的至多90％。
條款5.條款1的方法，其中，在增加之后和在擠壓之前，方法進(jìn)一步包括等待至少5分鐘的閾值等待時(shí)間。
條款6.條款1的方法，其中第一金屬板材和第二金屬板材基本上由鋁和鋁合金中的至少一種構(gòu)成。
條款7.條款1的方法，其中產(chǎn)生氣動(dòng)密封包括將第一金屬板材焊接至第二金屬板材。
條款8.條款1的方法，其中，在增加之前，第一金屬板材的第一內(nèi)表面由覆蓋第一金屬板材的第一金屬的第一表面氧化物層限定，并且第二金屬板材的第二內(nèi)表面由覆蓋第二金屬板材的第二金屬的第二表面氧化物層限定，并且進(jìn)一步其中增加包括：
(i)將第一表面氧化物層分離為離散的第一氧化物域以便第一內(nèi)表面的至少一部分由第一金屬限定；和
(ii)將第二表面氧化物層分離為離散的第二氧化物域以便第二內(nèi)表面的至少一部分由第二金屬限定。
條款9.條款1的方法，其中增加包括在一對相對輥之間輥壓密封的板材疊層。
條款10.條款1的方法，其中，在產(chǎn)生氣動(dòng)密封之后和在增加之前，方法進(jìn)一步包括抽空氣動(dòng)隔離區(qū)域。
條款11.條款1的方法，其中方法包括執(zhí)行方法而不具有如下至少之一：
(i)從第一金屬板材去除氧化物；
(ii)從第二金屬板材去除氧化物；
(iii)從第一金屬板材機(jī)械地去除氧化物；
(iv)從第二金屬板材機(jī)械地去除氧化物；
(v)從第一金屬板材化學(xué)地去除氧化物；和
(vi)從第二金屬板材化學(xué)地去除氧化物；
條款12.條款1的方法，其中方法包括執(zhí)行方法同時(shí)各自的自然氧化物層存在于第一金屬板材的第一內(nèi)表面和第二金屬板材的第二內(nèi)表面二者上。
條款13.條款1的方法，其中方法包括執(zhí)行方法同時(shí)密封的板材疊層與氧化環(huán)境流體接觸。
條款14.條款1的方法，其中方法進(jìn)一步包括使擴(kuò)散接合的板材疊層成形以限定成形的金屬零件。
條款15.制造航空器的方法，方法包括：
使用條款14的方法限定成形的金屬零件；和
將成形的金屬零件可操作地附連至航空器的至少一個(gè)其它組件以限定航空器的至少一部分。
條款16.擴(kuò)散接合第一金屬板材至第二金屬板材的方法，方法包括：
堆疊第一金屬板材和第二金屬板材以限定板材疊層；
在第一金屬板材和第二金屬板材之間產(chǎn)生氣動(dòng)密封以限定密封的板材疊層，其限定其內(nèi)的氣動(dòng)隔離區(qū)域；
使密封的板材疊層的厚度降低至少閾值厚度減小，同時(shí)增加密封的板材疊層的表面積以限定擴(kuò)大的板材疊層；和
壓縮擴(kuò)大的板材疊層的至少一部分以在第一金屬板材的對應(yīng)部分和第二金屬板材的相對部分之間形成擴(kuò)散接合并且限定擴(kuò)散接合的板材疊層。
條款17.條款16的方法，其中閾值厚度減小是至少20％，并且進(jìn)一步其中增加包括使密封的板材疊層的表面積至少增加至少25％的閾值表面積增加。
條款18.條款16的方法，其中增加包括增加密封的板材疊層的內(nèi)表面積，其中內(nèi)表面積至少部分地約束氣動(dòng)隔離區(qū)域。
條款19.條款16的方法，其中第一金屬板材和第二金屬板材基本上由鋁進(jìn)而鋁合金中的至少一種構(gòu)成。
條款20.使第一金屬板材和第二金屬板材相互擴(kuò)散接合的方法，方法包括：
堆疊第一金屬板材和第二金屬板材以限定板材疊層；
用于由板材疊層限定密封的板材疊層的步驟，其中密封的板材疊層限定其內(nèi)的氣動(dòng)隔離區(qū)域；
用于由密封的板材疊層限定擴(kuò)大的板材疊層的步驟，其中擴(kuò)大的板材疊層具有比密封的板材疊層更大的表面積；
用于由擴(kuò)大的板材疊層限定擴(kuò)散接合的板材疊層的步驟，其中擴(kuò)散接合的板材疊層包括在第一金屬板材的至少一部分和第二金屬板材的相對部分之間的至少一個(gè)擴(kuò)散接合。
如本文使用的，當(dāng)涉及根據(jù)本公開內(nèi)容的一個(gè)或多個(gè)組件、特征、細(xì)節(jié)、結(jié)構(gòu)、實(shí)施方式和/或方法使用時(shí)，短語“例如”、短語“作為實(shí)例”、和/或簡單地術(shù)語“實(shí)例”意欲表達(dá)描述的組件、特征、細(xì)節(jié)、結(jié)構(gòu)、實(shí)施方式和/或方法是根據(jù)本公開內(nèi)容的組件、特征、細(xì)節(jié)、結(jié)構(gòu)、實(shí)施方式和/或方法的說明性、非排他性實(shí)例。因而，描述的組件、特征、細(xì)節(jié)、結(jié)構(gòu)、實(shí)施方式和/或方法不意欲是限制性的、必需的、或排他的/窮盡的；并且其它的組件、特征、細(xì)節(jié)、結(jié)構(gòu)、實(shí)施方式和/或方法——包括結(jié)構(gòu)上和/或功能上類似的和/或等價(jià)的組件、特征、細(xì)節(jié)、結(jié)構(gòu)、實(shí)施方式和/或方法——也在本公開內(nèi)容的范圍內(nèi)。