金属波纹管具有位移补偿、减震降噪和密封功能,常被用作敏感元件、补偿元件、密封元件、结构元件和贮能元件。目前广泛使用的不锈钢波纹管大多采用液压胀形或机械胀形制造,波纹管壁厚减薄明显,在高温腐蚀性介质中容易发生破坏失效。钛合金波纹管具有密度小、耐腐蚀、高温强度好等优点,然而钛合金常温下成形性能差,回弹严重,不适合冷成形。目前关于钛合金波纹管制造方面的研究较少,采用液压胀形、滚压成形、旋压成形等方法制造钛合金波纹管时设备复杂,成品率低。因此,研究波纹管新的制造方法,具有重要意义,本文开展了基于扩散连接法的钛合金波纹管制造工艺研究,主要工作如下:(1)根据钛合金碟形波纹管结构特点,规划了基于扩散连接法的制造工艺路线,确定了结果检测方法。(2)进行了Ti6Al4V合金板材扩散连接性能试验和高温应力松弛试验,得到了合适的扩散连接试验参数和高温应力松弛试验参数,为波纹管膜片扩散连接过程和应力松弛过程奠定基础。(3)对波纹管的结构进行了设计和有限元仿真分析,进行了钛合金膜片的扩散连接试验和应力松弛试验。(4)对试验获得的波纹管分别进行气密性、整体轴向刚度测试。气密性试验中,波纹管在0.5MPa气压下维持60min不发生泄漏。波纹管的整体刚度实验值为113.1N/mm,经验公式计算得到波纹管的刚度为181.2N/mm,二者相差达到60%。对波纹管沿轴向切开,观察其截面,发现最终界面形状同仿真结果十分吻合。对随炉试样的常温力学测试表明,屈服强度下降11%,抗拉强度下降10.5%,延伸率提高14.8%。(5)采用相同方法制备了另一个不同结构参数的碟形波纹管,并对其进行了刚度和密封性测试,试验结果表明波纹管密封良好,刚度仿真值和实测值相差不超过50%。上述工艺研究结果表明,基于扩散连接法制造钛合金碟形波纹管是可行的,试验工艺具有可操作性和重复性,具有广阔的发展前景,为多波纹、大直径的钛合金碟形波纹管的制造提供技术支持。