扩散焊接技术是一门边缘科学，涉及材料、扩散、相变、界面反应、接头应力应变等各种行为，工艺参数众多，虽然已进行了大量的试验研究，但却对各种材料的连接机理尚未有明确的认识，为此人们试图借助计算技术，对接头行为进行数值模拟，以便找到共同规律，对扩散连接过程及质量进行预测与实时控制对扩散连接接头行为的模拟，主要有3 个方面:

(1) 界面孔洞消失过程的机理模拟，即物理接触行为的模拟；

(2) 接头元素扩散与反应层形成的模拟；

(3) 接头变形及应力行为的模拟。

1.界面孔洞消失过程的机理

界面孔洞消失过程即界面紧密接触的过程是在塑性变形机理、粘性变形机理、界面扩散机理及体积扩散机理的共同作用下实现的。

从大类又可分为以塑性流动为主体的“变形机理”和以原子扩散流束为主体的“扩散机理”，其区别在于前者必伴有位错的滑移，后者则无需位错的滑移。

2.接头元素扩散与反应层形成的模拟

目前，接头元素扩散与反应层形成的模拟主要针对异种材料进行。接头元素扩散与反应层形成机理是指原子在接头界面处的传输、界面结构的形成条件和形成过程，主要涉及反应热力学和反应动力学等内容。对此进行的研究，不但可以探明反应进行的可能性，而且可以确定反应进行的快慢程度，这对扩散连接工艺的制定是非常有益的。合金元素的扩散决定了材料间的原子扩散距离以及接头处的均匀化程度，哈尔滨工业大学的何鹏以费克第二定律为基础对此进行了研究并建立了扩散过程中的元素浓度分布模型。对于异种材料扩散连接时金属间化合物的形成机理，到目前为止还没有一个理论能完全准确地预测和解释，只是有一个大家趋于一致的看法，即扩散连接中金属间化合物的形成和生长过程的初始阶段主要包括:接触金属以不同的速度进行互扩散，在晶体结构缺陷周围形成过饱和固溶体，在含扩散元素浓度高的缺陷区域形成新相晶核;金属间化合物晶核沿接头界面横向生长，长大的金属间化合物连成整体，并转向正常的正向生长;当生长到一定厚度时开始在其界面上形成第2 种金属间化合物的晶核:第1 种金属间化合物层进一步长大，第2 种金属间化合物横向生长，连成整体。

3.接头变形及应力行为的模拟

扩散连接接头应力模拟研究主要集中在陶瓷/ 金属连接件中，常采用解析方法和有限元方法进行分析计算，并以计算结果作为缓解措施的依据。

但是由于在对扩散连接接头的残余应力分析中，无论是解析法还是有限元法，几乎都未考虑材料间扩散过程中所形成的反应层，而此反应层是影响接头残余应力及接头性能的极其重要的因素，因而，其计算模型在很大程度上降低了分析结果的准确性，有待开展更加深入细致的研究工作 。