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出版者:中国轻工业出版社

作者:张玉龙编

出品人:

页数:622 页

译者:

出版时间:2001年1月1日

价格:68.0

装帧:平装

isbn号码:9787501931484

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• 技术
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• 粘接技术
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《现代材料连接技术指南》 内容概述： 本书深入探讨了当今工业界和科研领域广泛应用的各类先进材料连接技术。从基础的机械连接方法到尖端的焊接、钎焊、粘接及复合连接技术，本书提供了全面的理论阐述、工艺流程解析、材料兼容性分析以及性能评估方法。重点关注不同连接方式的优势、局限性、适用范围以及最新的技术发展趋势。 第一章：连接技术的基石 本章首先从宏观视角出发，概述了材料连接在现代制造业中的核心地位。我们将回顾连接技术的发展历程，从早期简单的铆接、螺栓连接，到如今高精度、高性能的智能化连接系统。接着，将详细阐述连接的基本原理，包括应力传递、界面形成、以及连接强度与可靠性等关键概念。 1.1 连接技术的发展演变： 史前时期的原始连接方式（捆绑、缝合）。 古典文明中的金属连接（铆接、焊接的萌芽）。 工业革命与机械连接的兴起（螺栓、螺钉、键等）。 20世纪的焊接技术飞跃（弧焊、气焊、电阻焊的成熟）。 现代工业对高分子材料和复合材料连接的需求。 智能化、自动化连接技术的兴起。 1.2 连接的基本原理： 应力传递机制： 摩擦传力、承载传力、剪切传力、拉伸传力等。 界面特性与形成： 机械互锁、冶金结合、化学键合、扩散结合等。 连接强度与失效模式： 屈服、断裂、疲劳、蠕变、界面剥离等。 可靠性与耐久性： 环境因素（腐蚀、温度、湿度）对连接性能的影响。 连接件的选型原则： 材料匹配、载荷条件、工作环境、成本效益。 第二章：机械连接的精进 机械连接作为最古老也最基础的连接方式，在现代工程中依然占据重要地位。本章将重点介绍螺纹连接、铆接、键连接、销连接以及弹性连接等方法的原理、设计要点、材料选择、以及在实际应用中的注意事项。我们将深入探讨提高机械连接可靠性和承载能力的新型紧固件和连接结构。 2.1 螺纹连接： 标准螺纹的种类与选用（公制、英制）。 螺纹紧固件的强度等级与材料（钢、不锈钢、合金）。 预紧力与加载模式对螺纹连接强度的影响。 防松措施：自锁螺母、开口销、涂胶、垫圈等。 螺纹孔的设计与加工精度。 特殊螺纹连接（如自攻螺钉、膨胀螺钉）的应用。 2.2 铆接： 冷铆与热铆工艺。 实心铆钉、管状铆钉、抽芯铆钉的结构与应用。 铆接件的材料选择与预变形。 单面与双面受力铆接的结构设计。 航空航天、汽车制造中的高性能铆接技术。 2.3 键连接与销连接： 键的类型（平键、半圆键、楔键、花键）及其设计计算。 销的类型（圆柱销、圆锥销、开口销）与用途。 轮毂与轴的连接可靠性分析。 2.4 弹性连接： 弹簧垫圈、锁紧垫圈、弹性挡圈的设计与应用。 利用弹性变形实现可靠固定。 第三章：焊接技术的革新 焊接是金属构件最常用的连接方法之一，其工艺种类繁多，技术发展迅速。本章将系统介绍电弧焊（SMAW, GTAW, GMAW, SAW）、电阻焊（点焊, 缝焊）、气焊、激光焊、电子束焊等主流焊接技术的原理、工艺参数控制、材料适用性、以及焊缝质量的检测与评定。我们将关注自动化焊接、智能化焊接以及异种金属焊接等前沿技术。 3.1 电弧焊： 手工电弧焊（SMAW）： 焊条选择、电弧特性、焊接姿态。 钨极氩弧焊（GTAW/TIG）： 保护气体、电极、填充材料、应用领域（不锈钢、铝合金）。 熔化极气体保护焊（GMAW/MIG/MAG）： 保护气体、丝材、焊接工艺（短路过渡、喷射过渡）。 埋弧焊（SAW）： 焊剂作用、高熔敷效率、厚板焊接。 3.2 电阻焊： 点焊： 电极设计、电流密度、焊接周期、应用（汽车车身）。 缝焊： 连续焊缝形成、密封性要求。 凸焊： 预制凸起、提高焊接效率。 3.3 其他焊接技术： 气焊： 燃气种类、火焰调节、应用局限。 激光焊接： 高能量密度、热影响区小、高速焊接、精密连接。 电子束焊接： 真空环境、深熔焊接、异种材料连接。 摩擦搅拌焊（FSW）： 非熔化极搅拌连接、适用于铝合金等材料。 超声波焊接： 高频振动、塑料和薄金属的连接。 3.4 焊接工艺的优化与控制： 焊接变形与残余应力的控制。 焊接热影响区（HAZ）的组织与性能变化。 焊接缺陷的成因与预防（气孔、裂纹、夹渣）。 3.5 焊缝的质量检测与评定： 无损检测（NDT）： 目视检查、磁粉探伤、渗透探伤、超声波探伤、X射线探伤。 有损检测（DT）： 拉伸试验、弯曲试验、冲击试验、硬度试验。 焊接评定等级标准（AWS, ISO）。 第四章：钎焊与熔焊的精细化 钎焊与熔焊作为实现金属间牢固连接的重要手段，在电子、精密制造、以及新能源领域发挥着不可替代的作用。本章将详细阐述钎焊（软钎焊与硬钎焊）的工艺流程、钎料选择、助剂作用、以及硬度材料的熔焊技术。我们将重点介绍其在电子元器件、热交换器、以及真空器件等领域的应用。 4.1 钎焊原理与工艺： 软钎焊： 焊料（锡基、铅基）、助剂（松香、氯化铵）、工作温度（<450℃）。 硬钎焊： 焊料（铜基、银基、镍基）、助剂（硼砂、氟化物）、工作温度（≥450℃）。 钎焊过程中的毛细作用与润湿性。 钎缝的形成机理。 4.2 钎料与助剂的选择： 基材与钎料的相容性。 钎料的熔点、流动性、强度、耐腐蚀性。 助剂的功能：清除氧化膜、防止氧化、提高润湿性。 4.3 钎焊的应用： 电子组装：印刷电路板（PCB）的元件焊接。 暖通空调（HVAC）与制冷设备：铜管的钎焊。 真空器件与精密仪器：玻璃与金属的封接。 珠宝制造与艺术品修复。 4.4 难熔金属的熔焊： 钨、钼、钽等金属的焊接技术。 真空电弧焊、电子束焊、激光焊在难熔金属中的应用。 焊接环境控制与保护。 第五章：粘接技术在现代材料中的应用 粘接技术以其独特的优势，在连接金属、塑料、陶瓷、复合材料等各类材料方面展现出强大的生命力。本章将深入剖析各类粘合剂（环氧树脂、聚氨酯、丙烯酸酯、厌氧胶、瞬间胶等）的化学原理、固化机制、性能特点、以及粘接工艺的优化。我们将重点探讨粘接在汽车、航空航天、电子、医疗器械等领域的创新应用。 5.1 粘合剂的分类与性能： 按化学结构分类： 环氧类、聚氨酯类、丙烯酸酯类、硅酮类、氰基丙烯酸酯类（瞬间胶）、厌氧胶等。 按固化方式分类： 室温固化、加热固化、紫外光固化、催化固化（厌氧胶）、蒸发固化。 粘合剂的性能指标： 粘接强度（剪切、拉伸、剥离）、耐温性、耐介质性、弹性、断裂韧性、固化收缩率。 5.2 粘接工艺流程： 表面处理： 清洁、粗化、活化（化学处理、等离子处理、电晕放电）。 施胶： 手工施胶、自动化点胶、刮涂、喷涂。 装配与定位： 确保粘接界面精确对齐。 固化： 控制温度、湿度、光照等固化条件。 后处理： 去除溢胶、检查。 5.3 粘接设计原则： 受力分析： 粘接接头的应力分布（剪切、拉伸、弯曲）。 几何形状设计： 搭接接头、对接接头、角接接头、T型接头。 材料兼容性： 粘合剂与被粘材料的相容性，避免化学反应和界面老化。 提高粘接强度与耐久性的策略： 增加粘接面积、避免应力集中、选择合适的粘合剂。 5.4 高性能粘接的应用： 汽车工业： 车身结构粘接、玻璃粘接、内饰件固定。 航空航天： 复合材料结构粘接、金属蒙皮粘接。 电子工业： 元器件固定、散热器粘接、外壳封装。 医疗器械： 导管连接、植入物粘接。 建筑与工程： 幕墙粘接、结构加固。 第六章：复合连接与智能化展望 为了满足日益复杂和严苛的应用需求，多种连接方式的组合（复合连接）以及智能化、自动化的连接技术正成为新的发展方向。本章将探讨机械连接与焊接、粘接等方式的协同应用，以及在连接过程中引入传感器、人工智能等技术，实现连接过程的实时监控、质量预测和自我优化。 6.1 复合连接的优势与应用： 机械+焊接： 提高接头刚度和抗疲劳性能。 机械+粘接： 补偿应力、密封、增强固定。 焊接+粘接： 结合焊接强度与粘接密封性。 在汽车、航空结构中的应用案例。 6.2 智能化连接技术： 传感器在连接过程中的应用： 温度、压力、应变、超声波等传感器。 连接过程的实时监控与数据采集。 基于数据的连接质量预测与评估。 自适应焊接与智能拧紧技术。 机器人与自动化连接系统。 6.3 未来发展趋势： 可持续连接技术： 环保材料、可拆卸连接、节能工艺。 增材制造（3D打印）在连接中的潜力。 微纳尺度连接技术。 数字化与仿真技术在连接设计与优化中的应用。 结论： 本书旨在为工程师、技术人员、研究学者以及对材料连接技术感兴趣的读者提供一个全面、深入的学习平台。通过对各类连接技术的系统梳理和详细阐述，我们期望能帮助读者理解不同连接方法的原理、掌握其工艺要点、并能根据实际需求选择最合适的连接技术，从而推动相关领域的技术进步与创新。

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这本书带给我最大的触动，是一种思维模式的转变。在接触这本书之前，我总以为粘接技术是相对“软性”的工程环节，更多依赖于操作人员的熟练程度。然而，这本书彻底颠覆了我的这种看法，它清晰地论证了粘接——作为一种连接方式——是完全可以通过精确的科学计算和严格的工艺控制来实现的，它完全可以和焊接、铆接一样，成为一种高可靠性的结构连接手段。书中关于粘接接头疲劳寿命预测的章节，采用了先进的损伤力学模型，将粘接的性能分析提升到了与传统机械连接同等的数学精度。这种将看似“化学反应”的过程用“工程语言”进行量化描述的能力，是这本书最核心的价值所在。它鼓励读者不仅仅停留在“如何操作”的层面，更要深入探究“为什么会这样”以及“如何预测未来”。这对于推动整个行业的进步具有深远的意义，因为它将经验主义逐渐向科学设计和预测转变。读完这本书，我感觉自己不仅仅是学到了一堆技术点，更是获得了一套系统性的、可以应对未来复杂挑战的粘接工程思维框架。

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这本书的封面设计实在让人眼前一亮，那种哑光的质感配上简洁的字体，透着一股沉稳和专业的气息。我是在一个朋友那里偶然看到这本书的，当时他正在翻阅，我好奇地拿过来瞧了瞧，立刻就被它散发出的那种“干货满满”的氛围吸引住了。说实话，我对粘接技术这个领域其实了解得不多，更多的是停留在日常生活中用胶水粘东西的层面。但这本书的目录和前言给我一种截然不同的感觉，它似乎不是那种人手一本的科普读物，更像是为专业人士准备的案头宝典。我特别留意了里面的章节标题，里面提到了各种复杂的材料体系、界面处理的精妙之处，甚至还有一些关于耐久性和疲劳分析的内容，这让我意识到，这本手册的深度和广度远超我的想象。它不是简单地罗列胶水的品牌和用途，而是深入到化学、物理、工程力学等多个学科的交叉点，力求构建一个系统的知识框架。光是看到那些严谨的图表和公式，我就能感受到编著者在资料搜集和梳理上所花费的心血。这本书的排版也非常考究，文字紧凑但不拥挤，关键信息点用粗体或斜体突出显示，非常便于在需要时快速定位。对于一个希望从零开始构建对粘接技术全面认知的人来说，它无疑是一个极具吸引力的起点，尽管入门门槛看起来不低，但那种挑战感和对未知领域的探索欲也被瞬间激发了出来。

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从装帧和印刷质量来看，这本手册体现出极高的专业水准。纸张的克重和纹理非常适合长时间阅读，墨水密度均匀，即便是复杂的结构示意图和电子显微镜下的微观形貌图，细节还原得也相当到位，没有出现任何模糊或失真的情况。这对于需要反复查阅的工具书而言，是至关重要的。我注意到书中对国际标准和行业规范的引用也非常及时和全面，很多章节后面都附带有相应的标准编号和简要说明，这使得读者在引用或验证技术参数时，能够迅速追溯到权威来源，大大提升了参考的权威性和严谨性。相比市面上一些为了追求轻薄而牺牲可读性的技术书籍，这本书明显更注重读者的使用体验，厚重感恰到好处，既能承载海量信息，又不至于笨重难拿。我尤其欣赏它在术语规范化方面做的工作，对于那些容易混淆的关键概念，它都给出了清晰、一致的定义，避免了不同领域术语交叉使用带来的理解偏差。整本书散发着一种对知识的尊重感，让人在阅读过程中自然而然地保持专注和敬畏。

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这本书的实用价值，我觉得主要体现在它对“问题解决”的关注上。我最近在负责一个项目，涉及到两种不同热膨胀系数的复合材料的结构粘接，常规的机械紧固件会导致应力集中，而传统的焊接又不可行，所以粘接是唯一的选择。在设计选型阶段，我们团队内部就出现了关于选择哪种粘合剂体系的争论。翻开这本书后，我找到了专门针对异种材料粘接的章节，其中详细列举了针对不同界面能和表面化学活性的粘接策略。它甚至分析了在长期服役条件下，界面处可能发生的老化机制，并提出了相应的缓减措施。这本书里的案例分析部分尤其精彩，它不像教科书那样只给理想化的模型，而是用非常写实的笔触描述了真实工业应用中遇到的挑战，比如粘接层厚度的控制、气泡的消除、以及粘接件的无损检测方法。这些“过来人”的经验总结，比任何理论推导都来得更实在、更有说服力。它真的就像一位经验丰富的老工程师坐在你旁边，手把手地指导你如何避开那些常见的“坑”，确保最终的结构可靠性。

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初次翻阅时，我主要关注了关于不同类型粘合剂的分类和适用范围的那几章。我必须承认，这本书的详尽程度令人震惊。它不仅区分了环氧树脂、聚氨酯、丙烯酸酯等主流粘合剂，还深入探讨了一些非常小众但特定场合应用极广的特种胶粘剂，比如陶瓷粘接用的高温胶或者柔性电子领域的光学胶。最让我印象深刻的是，它没有满足于给出“什么胶水粘什么材料”的简单对应关系，而是花了大量的篇幅去解释“为什么”——粘合剂的固化机理、内聚强度与附着力的平衡点、不同环境（如湿热、化学腐蚀）对粘接层性能的影响。书里展示的许多实验数据和对比图表，清晰地展示了工艺参数（比如固化温度、加压时间）对最终粘接强度的敏感度，这对于追求稳定性和可重复性的工程应用来说，简直是金科玉律。我甚至在其中找到了关于表面预处理技术（如等离子处理、化学刻蚀）对提高粘接性能的量化分析，这部分内容对于任何从事精密制造的人来说，都是极其宝贵的实操指南。这本书的逻辑性非常强，章节之间层层递进，从基础原理到复杂应用，构建了一个非常扎实的技术学习路径。

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