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出版者:第1版 (1999年5月1日)

作者:闫世才

出品人:

页数:298 页

译者:

出版时间:1999年5月1日

价格:28.00

装帧:平装

isbn号码:9787504524980

丛书系列:

图书标签:

• 机械制造
• 制造工艺
• 机械装备
• 数控技术
• 金属切削
• 装配技术
• 工装设计
• 自动化生产
• 精密制造
• 生产工程

现代焊接技术与应用 内容提要： 本书系统阐述了现代焊接技术的基本原理、主要工艺方法、材料科学在焊接中的应用，以及面向高端制造的智能焊接装备与过程控制。全书内容紧密结合当前工业制造的前沿需求，力求在理论深度与工程实用性之间取得平衡。 第一部分聚焦焊接基础理论，深入解析了焊接过程中的热物理行为、冶金反应及组织性能演变规律。重点探讨了热影响区（HAZ）的形成机理、残余应力和变形的控制方法，以及各类材料（如高强钢、铝合金、钛合金、复合材料）的特殊焊接冶金特性。 第二部分详细介绍了主流和新兴的焊接工艺。涵盖了熔化极气体保护焊（GMAW）、钨极氩弧焊（GTAW）、埋弧焊（SAW）等传统高效工艺的优化与应用拓展；同时，对激光焊接、电子束焊接、摩擦搅拌焊（FSW）等先进连接技术进行了全面的技术剖析，包括其工艺窗口、设备选型和适用范围。 第三部分着重于焊接质量控制与无损检测（NDT）。阐述了焊接缺陷的分类、成因分析及预防措施。系统介绍了超声波检测（UT）、射线检测（RT）、磁粉检测（MT）和液体渗透检测（PT）等传统无损检测方法，并引入了基于人工智能和图像处理的焊缝自动检测技术。 第四部分聚焦于焊接自动化与智能制造。详细介绍了焊接机器人工作站的规划与编程、焊接过程的传感技术（如声发射、视觉传感）以及闭环反馈控制系统的构建。讨论了数字化焊接仿真（如有限元分析FEA）在工艺优化和结构设计中的作用，旨在指导读者实现高精度、高可靠性的智能焊接制造。 第一章 焊接基础理论与材料行为 1.1 焊接过程的热物理基础 本章首先建立焊接热循环的数学模型，分析了热源特性（如高斯分布、体积热源）对温度场分布的影响。探讨了传热传热机制在不同焊接环境下的变化，并引入了数值模拟工具对复杂工件的瞬态温度场和应力场进行预测。重点讨论了焊接熔池的流动行为，包括马兰戈尼效应、电磁搅拌和气泡拖拽对熔池形态、化学成分均匀性及晶粒组织的影响。 1.2 焊接冶金与组织性能 详细分析了焊缝金属和热影响区（HAZ）的凝固过程，包括枝晶生长、溶质偏析和偏晶反应。针对低碳钢、奥氏体不锈钢和镍基高温合金，阐述了其在快速冷却条件下的相变行为，如贝氏体转变、马氏体形成与回火。特别关注了对焊接接头关键性能——韧性、抗蠕变性和抗腐蚀性能的影响，并介绍了通过焊后热处理（PWHT）来改善组织性能和消除残余应力的技术。 1.3 焊接变形与残余应力的控制 系统分析了焊接过程中产生的内应力和外载荷。从能量守恒和线膨胀理论出发，解析了引起变形的主要因素（如收缩、弯曲、扭曲）。提出了多种控制策略，包括：结构约束法、工件预热、反变形法（如补偿焊道布置）以及利用激光或爆炸等方式进行残余应力释放技术。 第二章 主流与先进焊接工艺技术 2.1 熔化极/非熔化极保护焊工艺优化 深入探讨了GMAW/MIG/MAG焊接中的电弧行为（平稳、喷射、短路过渡模式）及其对熔滴传递的影响。优化了保护气体组分和送丝速度对电弧形态、飞溅率和熔深的影响。对于GTAW，重点研究了脉冲电流对电弧稳定性、熔池控制和窄深比焊缝的实现。对高效率埋弧焊（SAW）的焊剂导电性、电弧遮蔽机制及多丝焊接应用进行了深入分析。 2.2 高能束焊接技术 激光焊接（LBW）部分详细介绍了光束质量、聚焦特性与焊接深宽比的关系。对比了光子吸收机制在不同材料间的差异，并探讨了深熔焊（Keyhole Mode）中的等离子体屏蔽效应及激光-电弧复合焊的优势。电子束焊接（EBW）部分侧重于高真空环境下的工艺控制、束流扫描技术及其在航空航天部件连接中的应用。 2.3 固态连接技术：摩擦搅拌焊（FSW）及其变体 全面介绍摩擦搅拌焊的机理，包括搅拌头的设计（肩部、搅拌轴）、材料塑化过程和连接界面处的组织演变。分析了FSW在铝合金、镁合金等轻质材料连接中的显著优势，如无熔化、低变形和优异的接头性能。扩展讨论了搅拌钎焊接（LBW）和搅拌点焊（RSW）等其他固态连接技术。 第三章 焊接质量保证与无损检测（NDT） 3.1 焊接缺陷的分类、成因与预防 系统梳理了常见的焊接缺陷，包括：未焊透、裂纹（冷裂纹、热裂纹、再热裂纹）、气孔、夹渣和未熔合。对于每种缺陷，从冶金、热力学和工艺控制三个维度进行溯源分析，并提出了针对性的预防措施，例如：对氢致冷裂纹的控制（预热、低扩散氢焊材选择）。 3.2 传统无损检测方法 详细阐述了超声波检测（UT）中探头选择、耦合剂选择和脉冲回波分析在焊缝缺陷定位中的应用，特别是相控阵超声检测（PAUT）在复杂几何形状和高精度探伤中的优势。对射线检测（RT）的射线源、成像原理及数字射线成像技术（DR/CR）在缺陷识别中的应用进行了说明。磁粉检测和液体渗透检测则作为表面缺陷的快速筛查手段进行介绍。 3.3 焊接过程中的在线监测与智能评估 讨论了利用传感器技术对焊接过程进行实时、非侵入式监测的方法。重点介绍了通过声发射（AE）、光学示踪和红外热像仪对电弧行为、熔池状态和凝固前沿的实时采集。在此基础上，构建了基于数据驱动的质量预测模型，实现缺陷的早期预警和工艺参数的自适应调整。 第四章 焊接数字化与智能装备 4.1 焊接自动化系统集成 本章探讨了面向大批量生产的焊接自动化解决方案。详细介绍工业机器人（六轴及以上）在焊接任务中的离线编程（OLP）、路径优化和碰撞检测技术。讨论了轨道式焊接系统、专机和柔性制造单元（FMS）的集成设计原则，强调了夹具设计对重复定位精度和焊接质量的决定性作用。 4.2 焊接过程的智能传感与反馈控制 阐述了如何实现焊接过程的“闭环”控制。深入分析了激光视觉传感、激光跟踪系统在跟踪复杂轨迹和补偿装配误差方面的应用。讲解了基于PID控制器、模糊逻辑或模型预测控制（MPC）的焊接电流、电压和送丝速度的动态调整策略，确保在外界干扰下仍能维持恒定的热输入和熔深。 4.3 焊接数字化仿真与数字孪生 介绍使用专业有限元软件（如ABAQUS, ANSYS）建立焊接结构的热-力-冶金耦合模型，用于预测焊后变形、残余应力分布及长期服役性能。探讨了如何将仿真模型与实际生产数据结合，构建焊接过程的数字孪生模型，用于工艺验证、操作人员培训和生产过程的优化调度。 结语： 本书旨在为焊接工程师、制造工程师以及相关专业的研究人员提供一个全面、深入的参考平台，助力我国高端装备制造业实现焊接连接技术的升级与创新。

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在阅读这本书的过程中，我发现它不仅仅是一本技术手册，更像是一位经验丰富的老工程师在耳边娓娓道来。书中穿插了一些案例分析，这些案例都来自于真实的工业生产场景，非常贴近实际。通过这些案例，我不仅学习到了理论知识，更重要的是，我学会了如何将这些知识应用到解决实际问题中去，这才是最重要的。很多时候，我们需要的不仅仅是“是什么”，更是“为什么”和“怎么做”。

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这本书的作者显然在机械制造领域有着深厚的造诣。他在讲述每一个工艺方法时，都不仅仅停留在理论层面，更是深入浅出地分析了其背后的原理和实际应用中的注意事项。我尤其对书中关于金属切削加工的部分印象深刻，作者详细介绍了不同刀具材料的特性、切削参数对加工精度的影响，以及如何选择合适的加工方式来获得最优的表面质量。这些内容对于我们日常工作中遇到的各种材料加工问题，都有着非常重要的指导意义。

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这本《机械制造工艺与装备》的书，拿到手就感觉沉甸甸的，拿在手里很有分量。翻开第一页，一股淡淡的书墨香扑鼻而来，让我想起了当年在学校里，面对堆积如山的专业书籍，那种既迷茫又充满期待的心情。这本书的装帧设计也很是考究，封面采用了哑光材质，上面烫金的“机械制造工艺与装备”几个大字，在灯光下熠熠生辉，透露出一种沉稳而专业的质感。我特别喜欢它纸张的触感，厚实而光滑，即使长时间翻阅，也不会轻易留下折痕，这一点对于我这种喜欢在书上做笔记的读者来说，简直是福音。

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读完这本书，我最大的感受就是，机械制造并非我想象中的那样冰冷和机械化，它其实充满了智慧和创造力。书中的每一个工艺、每一个装备，都凝聚着人类对效率、精度和质量的不懈追求。我从中看到了工程师们如何通过精巧的设计和严谨的工艺，将抽象的概念转化为触手可及的实体产品，这种力量感和成就感，真的非常令人着迷。

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作者的语言风格也非常独特，既有专业性的严谨，又不失通俗易懂的亲和力。他在讲解一些比较晦涩的理论时，常常会用一些生动形象的比喻，让原本枯燥的知识变得鲜活起来。我尤其喜欢他引用的一些行业内的谚语或者俗语，这些看似简单的总结，却往往蕴含着深邃的道理，能够帮助我快速抓住问题的本质。

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这本书的参考资料和索引部分也做得非常到位。作者列出了大量相关的学术论文、行业标准和技术书籍，这对于我进一步深入研究某个特定领域非常有帮助。同时，清晰的索引也让我能够快速定位到我需要查找的信息，大大节省了查阅资料的时间，提高了学习效率。

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这本书的内容涵盖的范围非常广泛，从最基础的材料性能到复杂的自动化生产线，几乎囊括了机械制造的各个重要环节。我特别欣赏作者在介绍不同装备时，都能够详细地阐述其工作原理、结构特点以及在实际生产中的优缺点。这让我对各种机械设备有了一个更全面、更深入的认识，也让我开始思考，在未来的生产中，哪些装备将是主流，哪些技术又将是发展的方向。

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作为一个非机械专业的读者，我原本以为会很难完全理解这本书的内容。但事实证明，我的担心是多余的。这本书的编排方式非常人性化，循序渐进，由浅入深。即使是初学者，也能通过系统的学习，逐步掌握其中的核心知识。这种“接地气”的教学方式，是我非常看重的。

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不得不说，这本书的排版布局也相当合理。文字大小适中，行间距也拿捏得恰到好处，阅读起来非常舒适，不会有那种拥挤感或者过于疏离的感觉。章节划分清晰，每个知识点都有详细的解释和插图，虽然我不是专业出身，但通过这些图文并茂的介绍，我似乎也能理解其中一些复杂的概念。尤其是一些关键的工艺流程，作者都配上了详细的流程图，这对于我这种视觉型学习者来说，简直是太有帮助了，能够让我更直观地感受到整个过程的逻辑性。

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总的来说，《机械制造工艺与装备》这本书是一本集学术性、实用性和指导性于一体的优秀著作。它不仅能够满足专业人士的深入需求，也能够帮助非专业读者建立起对机械制造领域的初步认知。我非常庆幸能够读到这样一本好书，它无疑拓宽了我的视野，也让我对未来的学习和工作充满了新的思考和动力。

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