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《金属连接与装配技术详解》 本书是一部系统性地阐述金属连接与装配核心技术与实践的著作，旨在为从事机械制造、航空航天、船舶工程、建筑钢结构等领域的工程师、技术人员、一线操作工人以及相关专业学生提供全面、深入的学习资源。全书紧密围绕金属构件之间实现安全、可靠、高效连接的各种工艺方法展开，从理论基础到实际应用，力求内容严谨、图文并茂、易于理解。 第一篇 基础理论与材料特性 本篇着重于为读者打下坚实的理论基础，理解金属连接背后的科学原理。 第一章 金属连接概述： 详细介绍金属连接的定义、重要性及其在现代工业中的广泛应用。探讨连接方式的演变历程，以及不同连接技术在不同行业中的选择考量。重点分析连接技术的发展趋势，如智能化、自动化、绿色化等，并阐述其对工程质量、生产效率和经济效益的影响。 第二章 金属材料基础知识： 深入剖析金属材料的基本性能，包括强度（屈服强度、抗拉强度、疲劳强度）、塑性、韧性、硬度、延展性、耐腐蚀性等，并解释这些性能如何影响连接的可靠性。讲解不同种类金属（如碳钢、不锈钢、铝合金、铜合金、钛合金等）的微观结构、晶体学以及宏观力学性能，并重点关注其在连接过程中的表现，例如焊接性、钎焊性、铆接性能等。介绍金属材料的标准分类、牌号体系及选用原则。 第三章 连接失效分析与预防： 系统阐述金属连接可能出现的各种失效模式，如断裂、疲劳、腐蚀、蠕变、松动等。深入分析每种失效模式的产生机理，并结合实例说明其对工程结构安全的影响。在此基础上，详细讲解针对不同失效模式的预防措施，包括合理的连接设计、恰当的材料选择、优化的工艺参数控制、有效的防护涂层应用以及定期的检测与维护等，强调预防为主的工程理念。 第四章 机械性能测试方法： 详细介绍用于评估金属材料和连接件机械性能的各种试验方法，包括拉伸试验、弯曲试验、冲击试验、硬度试验、疲劳试验、扭转试验等。阐述各种试验的基本原理、操作规程、数据处理方法及其在质量控制和性能评估中的作用。介绍相关的国家和行业标准。 第二篇 主要连接工艺详解 本篇是本书的核心内容，将详细介绍当前主流的金属连接工艺，并进行深入的技术解析。 第五章 焊接技术： 5.1 焊接基本原理： 讲解不同焊接方法的物理化学原理，如电弧焊、电阻焊、气焊、激光焊、电子束焊等。深入分析热源、熔池形成、金属熔化与凝固过程，以及焊接过程中发生的金相组织变化和应力应变。 5.2 主要焊接工艺： 详细介绍手工电弧焊（SMAW）、埋弧焊（SAW）、气体保护焊（GMAW/MAG、GTAW/TIG）、等离子弧焊（PAW）等主流焊接方法。分析每种工艺的特点、适用范围、设备要求、操作要点、优缺点以及质量控制要点。 5.3 特种焊接工艺： 介绍冷焊、摩擦搅拌焊（FSW）、爆炸焊、超声波焊等先进焊接技术，阐述其独特的工作原理和在特定领域的应用，例如FSW在铝合金构件连接中的优势。 5.4 焊接变形与残余应力控制： 深入分析焊接过程中产生变形和残余应力的原因，并详细介绍各种控制方法，包括合理的焊接顺序、预留坡口、夹具的应用、焊前预热、焊后热处理等。 5.5 焊接质量检测： 阐述焊接质量检测的重要性，介绍常用的无损检测（NDT）方法，如射线检测（RT）、超声波检测（UT）、磁粉检测（MT）、渗透检测（PT）等，以及外观检查、力学性能测试等。 第六章 螺纹连接技术： 6.1 螺纹基本理论： 讲解螺纹的几何参数（公称直径、螺距、牙型角、中径、内径等）、螺纹类型（公制、英制、统一螺纹、管螺纹等）及其应用。 6.2 螺纹件的选用与配合： 详细说明标准螺纹件（螺栓、螺母、垫圈）的分类、牌号、强度等级、表面处理及其在不同工程条件下的选择依据。讲解螺纹配合的精度等级及其对连接性能的影响。 6.3 螺纹连接的拧紧与预紧力： 深入分析螺纹连接的拧紧过程，讲解拧紧力矩与预紧力之间的关系，以及影响预紧力的因素（摩擦系数、螺纹精度等）。介绍常用的拧紧设备（手动扳手、电动扳手、液压扳手等）及其操作要领。 6.4 螺纹连接的防松技术： 详细介绍各种防松方法，包括机械防松（开口销、卡簧、止退垫圈等）、永久性防松（点焊、压接等）以及自锁螺母等，并分析其适用场合和失效机理。 6.5 螺纹连接的失效分析与设计： 探讨螺纹连接可能发生的失效形式，如牙根断裂、螺纹滑扣、疲劳断裂等，并提供设计和选用时的注意事项，确保连接的可靠性。 第七章 铆接技术： 7.1 铆接基本原理与类型： 讲解铆接的物理原理，即通过铆钉塑性变形实现连接。介绍按工艺分类的冷铆、热铆；按结构分类的普通铆接、高强度螺栓连接（作为铆接的现代延伸）等。 7.2 铆钉种类与选用： 详细介绍各种类型的铆钉（实心铆钉、管状铆钉、抽芯铆钉等）的材料、尺寸、形状、牌号及其在不同连接场景下的选用原则。 7.3 铆接工艺操作： 详细讲解不同铆接工艺的操作步骤，包括钻孔（或冲孔）、装配、铆接（冷铆、热铆）以及抽芯铆钉的安装。重点阐述操作过程中的关键技术点，如孔的加工精度、铆钉的预装、铆接的变形程度控制等。 7.4 铆接连接的设计与计算： 讲解铆接连接的受力分析，包括剪切、拉伸、挤压等。介绍铆接节点的设计准则，计算铆钉的直径、数量、排列方式以及板材的厚度，确保连接强度和稳定性。 7.5 铆接质量检测与维护： 介绍铆接质量的目视检查方法，如检查铆钉头的饱满度、有无裂纹、松动等。简述必要时的检测手段。 第八章 粘接与密封技术： 8.1 粘接基本原理： 阐述粘接的物理和化学作用机理，包括机械咬合、分子间作用力（范德华力、氢键）以及化学反应。 8.2 常用粘合剂的种类与性能： 介绍环氧树脂、聚氨酯、丙烯酸酯、氰基丙烯酸酯等各类粘合剂的化学组成、固化机理、力学性能、耐环境性（耐温、耐湿、耐化学品）等，并分析其适用范围。 8.3 表面处理技术： 强调表面处理对粘接强度的重要性，详细介绍金属表面的清洗、脱脂、除锈、打磨、钝化、化学处理（如磷化、阳极氧化）以及等离子处理等工艺。 8.4 粘接工艺流程与设计： 讲解粘接连接的设计原则，包括载荷传递方式、界面应力分布、粘接面积的计算等。详细介绍粘接工艺的各个步骤：表面处理、涂胶、装配、固化、后处理等，并提供操作要点和注意事项。 8.5 密封技术： 介绍金属结构中常见的密封需求，如防止流体泄漏、防止灰尘进入等。介绍各类密封材料（橡胶、硅酮、聚氨酯等）和密封结构（O型圈、垫片、密封胶等）的选用原则与应用。 第九章 其他连接工艺： 9.1 钎焊与熔焊： 详细介绍钎焊（软钎焊、硬钎焊）的原理、钎料种类、助剂作用、工艺特点及应用。简述熔焊（如火焰熔焊、电弧熔焊）的基本概念，作为其他焊接方法的补充。 9.2 压接与扣合技术： 讲解通过机械变形实现金属零件连接的压接工艺，如端子压接、型材压接等。介绍金属板材的扣合连接技术，其在薄板构件中的应用。 9.3 胀接技术： 介绍利用胀管工具或化学反应使管件与管板之间产生塑性变形而实现密封连接的胀接技术，常用于换热器制造。 第三篇 连接质量控制与应用 本篇聚焦于连接过程的质量保障以及在实际工程中的应用。 第十章 连接质量检验与测试： 10.1 检验计划与标准： 介绍建立连接质量检验计划的依据和方法，以及不同行业和应用场景下的相关国家、行业、国际标准（如ISO、ASTM、GB等）。 10.2 宏观与微观检查： 详细说明外观检查（尺寸、形状、表面缺陷）、尺寸检验、以及通过金相显微镜、扫描电子显微镜（SEM）等进行的微观组织和缺陷分析。 10.3 无损检测（NDT）技术详解： 对上一章提及的RT、UT、MT、PT等无损检测方法进行更详细的原理、设备、操作规程、缺陷判别标准及局限性介绍。 10.4 破坏性测试： 再次强调破坏性测试（如拉伸、弯曲、冲击、疲劳试验）在验证设计、评估连接性能和失效分析中的作用。 10.5 自动化检测与智能监控： 探讨现代自动化检测技术（如机器视觉、超声波阵列）和智能监控系统在提高检测效率和准确性方面的应用。 第十一章 连接设计与失效分析： 11.1 连接的设计原则： 总结各种连接方式在设计时的共同原则，包括强度可靠性、刚度要求、耐久性、经济性、可制造性、可维护性等。 11.2 应力分析与计算： 介绍基于有限元分析（FEA）等数值计算方法的连接应力分析技术，以及传统的解析计算方法，以准确评估连接在各种载荷作用下的受力状态。 11.3 失效模式与预防策略： 结合前面章节内容，系统性地回顾各种连接的失效模式（断裂、疲劳、腐蚀、松动、过载等），并从设计、材料、工艺、维护等多个维度提出综合性的预防策略。 11.4 工程案例分析： 通过分析航空结构、桥梁钢梁、压力容器、汽车车身等典型工程实例中的连接设计、工艺选择、质量控制及失效分析，加深读者对理论知识的理解。 第十二章 连接技术的应用与发展趋势： 12.1 行业应用实例： 重点介绍金属连接技术在航空航天、汽车制造、船舶工业、能源工程、建筑钢结构、电子封装等关键领域的应用案例，突出不同技术在该领域的优势和特点。 12.2 绿色制造与可持续发展： 探讨连接技术在降低能耗、减少废弃物、使用环保材料方面的进展，以及符合可持续发展理念的连接新工艺。 12.3 智能化与自动化： 展望焊接机器人、智能拧紧系统、自动化检测设备等在连接制造中的普及，以及物联网（IoT）和人工智能（AI）在连接过程中的潜在应用。 12.4 新型连接材料与工艺： 介绍纳米材料、复合材料连接，以及微纳连接技术等前沿研究方向。 附录 常用金属材料连接性能对照表 相关国家与行业标准列表 专业术语解释 本书力求全面、深入、实用，以帮助读者掌握扎实的金属连接与装配技术知识，提升工程实践能力，并为理解和应用未来先进连接技术奠定坚实基础。
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