冷卻過程看似是擴散焊機焊接的“收尾階段”，實則對焊縫組織穩定性具有深遠影響。過快冷卻可能導致應力集中與裂紋；過慢冷卻則易引起晶粒粗化或二次析出相。

冷卻速率的控制，是保證焊縫力學性能與尺寸穩定的關鍵環節。冷卻速率應依據材料類型與焊接溫度確定：

對于鈦合金、鎳基合金等高溫材料，采用緩冷（≤5℃/min）策略，防止相變應力；

對于銅、鋁等高導熱金屬，則可采用中速冷卻（10–20℃/min）以保持組織致密。

擴散焊機可通過程序化控溫曲線實現受控降溫，常見方法包括：

1.模具熱容量緩冷：利用熱慣性自然降溫；

2.程序降溫控制：多段溫度設定，逐級釋放熱應力；

3.保護氣體流冷：保持均溫環境，避免熱沖擊。

合理的冷卻策略能有效抑制晶界偏析、殘余應力及微裂紋生成，焊件的抗疲勞壽命提高20%以上。對于要求尺寸穩定和氣密性的航空、儀器零部件而言，冷卻控制尤為關鍵。

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