用于制造高精密大型零件的近无余量加工技术，多用于内筋加强的封闭中空多层整体结构。超塑性成形-扩散连接的材料必须具有超塑性，最好是等轴细晶组织，常用材料为钛合金，如制造钛合金薄壁复杂结构件（飞机大型壁板、翼梁、舱门、发动机叶片）。此外，在合适的工艺规范下，双相不锈钢、难变形的高温合金和钛铝金属间化合物也可以进行超塑性成形-扩散连接。

超塑性成形-扩散连接的典型结构如图所示，预先将不需要连接的部位涂好隔离剂，用模具将待焊构件固定后放入真空或惰性气体环境的加热炉中，通常采用氩气作为成形及连接介质，加热温度约为材料熔点的0.6～0.8倍。先利用气压进行超塑成形，气体圧力通常为1～3兆帕，时间0.5～1小时。然后进行扩散连接，一般气体压力不超过5兆帕，时间通常为1～2小时。例如，钛铝合金的超塑性成形-扩散连接温度范围通常在1000℃左右，所需的连接时间根据连接温度而定，在压力不变的情况下，随着温度的升高可适当减少扩散连接时间。此外，利用双相不锈钢中间层在1100℃、20兆帕压力下扩散连接碳钢，当连接时间为10秒时，可获得可靠的连接接头。

典型结构的超塑性成形—扩散连接