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出版者:Goodheart-Willcox Pub

作者:Marion, Nino

出品人:

页数:11

译者:

出版时间:

价格:10

装帧:Pap

isbn号码:9781590705841

丛书系列:

图书标签:

• 焊接
• 数学
• 计算
• 技能
• 实用
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• 职业教育
• 测量
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《金属塑形艺术：焊接工艺与材料的深度探索》 本书并非一本枯燥的数学教材，而是以一种全新的视角，深入探究构成金属焊接艺术背后那些至关重要的原理与实践。我们告别了抽象的公式与符号，将目光聚焦于实实在在的金属、火焰、电弧以及它们之间所发生的奇妙变化。这本书将引导读者走进一个既有科学严谨性，又充满艺术创造力的世界。 第一篇：金属的生命语言——材料科学的基石 在动手进行任何焊接之前，理解我们手中所处理的金属至关重要。本篇将从最基础的金属学知识讲起，但绝非学院派的艰涩理论。我们会以“金属的生命语言”来类比，探讨不同金属元素如何组合，形成千变万化的合金，赋予它们独特的性质。 元素之舞： 我们将介绍构成焊接常用金属（如碳钢、不锈钢、铝合金、铜合金等）的微观构成，以及它们的原子如何排列，形成晶体结构。理解这些结构，就像理解一个生物体的骨骼，是预测其行为的关键。 强度与韧性的对话： 为什么有些金属在受力时不易断裂，而有些则能承受巨大的变形？我们将深入浅出地解释“强度”、“硬度”、“塑性”、“韧性”等关键概念，并通过生活化的比喻，让读者直观感受它们之间的相互作用。例如，我们将通过描述不同金属在遭受冲击时的表现，来阐释韧性在焊接应用中的重要性。 热的洗礼： 焊接的核心就是热。本篇将详细介绍不同金属对热的反应。我们将探讨“热膨胀与收缩”，解释为什么在焊接过程中金属会变形，以及如何通过控制热输入来最小化这些变形。我们还会触及“相变”，即金属在加热和冷却过程中内部结构的转变，这直接影响着焊接接头的性能。 杂质的干扰与元素的助益： 微量的杂质可能对金属性能产生巨大的影响。我们将介绍常见的金属杂质及其对焊接性的不良影响，例如硫和磷可能导致的“热脆”。同时，我们也会介绍一些合金元素，它们如何通过改变金属的微观结构，来提升其强度、耐腐蚀性或焊接性能。 第二篇：能量的化身——焊接工艺的科学 焊接，本质上是一种利用能量将金属连接起来的过程。本篇将聚焦于各种焊接工艺，深入剖析其背后的能量传递与物质转化原理。 弧焊的脉搏： 电弧焊是应用最广泛的焊接方法。我们将详细解读“电弧的形成与特性”，解释电弧的温度、电流密度如何影响熔池的形成。我们会介绍直流（DC）和交流（AC）电弧的特点，以及它们在不同材料和环境下的适用性。 气体保护的守护： 氩弧焊（TIG）和熔化极气体保护焊（MIG/MAG）在现代焊接中扮演着重要角色。我们将深入探讨保护气体的作用，为何它能阻止大气中的氧和氮侵入熔池，从而保证焊缝质量。我们还将分析不同保护气体的组成及其对焊接过程的影响，例如氩气、二氧化碳、混合气体等的选择。 热能的精妙控制： 除了电弧，电阻焊、激光焊、电子束焊等也是重要的连接技术。我们将探讨这些工艺如何利用电阻产生的热量、高能激光束或电子束来实现金属的熔化与连接，并分析它们各自的优势与局限。 熔池的呼吸与凝固： 熔池是焊接过程中的核心区域，它的“呼吸”——即气体产生和逸出——直接影响焊缝的气孔。我们将解释熔池中可能发生的化学反应，以及如何通过控制焊接参数来减少有害气体的产生。同时，我们将详细阐述熔池从液态到固态的凝固过程，以及晶粒如何生长，这些都将直接影响焊缝的最终性能。 第三篇：尺寸的严谨——尺寸控制与变形管理 焊接并非只是简单地将两块金属熔合在一起，尺寸的精确性以及对变形的控制是决定焊接结构质量的关键。 热应力与变形的根源： 在第一篇中我们初步接触了热膨胀，在本篇中，我们将更深入地探讨“热应力”的形成机制。金属在加热时膨胀，冷却时收缩，这种不均匀的加热和冷却会在金属内部产生应力。当这些应力超过金属的屈服强度时，就会导致永久变形。 尺寸变化的数学模型（简化）： 我们将以直观的方式，解释尺寸变化与焊接参数（如热输入量、焊接顺序、坡口设计）之间的关系。并非复杂的数学方程，而是通过形象的比喻和图示，让读者理解“收缩量”、“角变形”、“翘曲”等现象的发生原因。例如，我们将用类似“橡皮筋拉伸与回弹”的类比来解释应力与变形的关系。 焊接顺序的智慧： 不同的焊接顺序对变形的影响截然不同。我们将介绍常见的焊接顺序，如“顺序焊”、“对称焊”、“分层焊”等，并通过实例分析它们如何有效减少变形。这就像在搭建一座精密的建筑，顺序至关重要。 夹具与支撑的艺术： 良好的夹具和支撑设计是控制变形的有效手段。我们将探讨不同类型夹具的原理，它们如何固定工件，限制其自由变形。这不仅仅是技术，更是一种对力的巧妙运用。 预留变形量的考量： 有时，完全消除变形是不现实的。我们将介绍如何根据材料性质和结构要求，合理地“预留”一定的变形量，从而在后续的加工中更容易达到最终尺寸。 第四篇：质量的守护——焊接缺陷的识别与预防 任何工艺都不可能做到完美无缺，识别并预防焊接缺陷是保证焊接结构安全可靠的关键。 缺陷的“面孔”： 本篇将详细介绍常见的焊接缺陷，如“气孔”、“夹渣”、“未焊透”、“咬边”、“裂纹”等。我们将通过大量的示意图和实际照片，让读者清晰地认识这些缺陷的外观特征。 缺陷的“病因”： 对每一种缺陷，我们将深入分析其产生的原因，包括但不限于材料问题、焊接工艺参数不当、操作失误、环境影响等。例如，气孔可能由焊丝中的水分、保护气体纯度不足或熔池对流不畅引起。 “诊断”与“治疗”： 了解了缺陷的成因，我们就能更好地进行“诊断”和“治疗”。本篇将提供实用的方法，用于识别缺陷，并提出相应的预防措施。这包括优化焊接参数、改进操作技巧、选择合适的焊接材料和保护气体等。 无损检测的眼睛： 除了外观检查，无损检测是发现内部缺陷的有力工具。我们将简要介绍几种常见的无损检测方法，如超声波检测、射线检测、磁粉检测等，并解释它们如何帮助我们“透视”焊缝内部，确保其质量。 本书的独特之处： 本书的目标是让读者在理解金属、能量与尺寸之间的复杂关系中，培养出精湛的焊接技能。我们避免了机械的公式推导，而是通过生动的比喻、丰富的案例和直观的解释，让读者能够真正“理解”焊接的本质。本书中的“尺寸”概念，并非单纯指代数学上的度量，而是强调在实际操作中，对金属尺寸变化、变形趋势的精准把握与控制。它是在对材料特性、热力学规律和工艺流程深刻理解基础上的综合体现，是技术与经验的结晶。 阅读本书，您将不仅学会如何去焊接，更会学会如何去“思考”焊接。您将从一个简单的操作者，蜕变为一位真正理解金属塑形艺术的工艺大师。

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这本书的封面设计实在是太吸引眼球了，那种粗犷的工业风和精准的数学符号结合在一起，立马就让人对接下来的内容充满了好奇。我本来以为这会是一本枯燥乏味的教科书，充斥着一堆冷冰冰的公式和推导过程，但翻开第一页我就知道我错了。作者显然对电焊这个行业有着深入骨髓的理解，他没有一开始就抛出复杂的几何学或三角函数，而是非常巧妙地从实际操作中遇到的问题入手，比如如何精确计算坡口角度以保证焊缝的熔透深度，或者在不同板厚、不同材料下如何调整电流和电压才能达到最佳的力学性能。那种感觉就像是身边的老师傅在手把手教你，用最直白的语言解释那些看起来高深莫测的数学原理。特别是书中关于热膨胀和收缩的章节，作者通过几个非常贴近实际工地的案例，详细演示了如何利用简单的数学模型来预测和补偿焊接变形，这对于我们这些经常处理大型结构件的工人来说，简直是宝贵的经验之谈。我尤其欣赏作者在阐述每一个概念时，都会配上清晰的图解和实物照片，这极大地降低了理解门槛，让即便是数学基础薄弱的同行也能迅速掌握要领。

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这本书的实用性简直爆表，我毫不夸张地说，它已经成为了我工具箱里的“新标配”。我过去遇到一些复杂的结构件的下料和组装问题时，总是需要抱着计算器在工地跑来跑去，手里的计算纸常常被汗水浸湿。自从有了这本书，情况大为改观。它不像那些纯理论的书籍只告诉你“为什么”，而是直接告诉你“怎么做”，而且是最高效的“怎么做”。比如，关于弧形件的长度计算，作者提供了一个非常简洁的积分近似法，直接用尺子和笔就能在图纸上快速得出精确的材料余量。再比如，在进行T形焊缝的尺寸设计时，书中对焊脚尺寸与焊缝强度之间的函数关系进行了细致的剖析，让我清楚地知道在哪里可以节省材料而又不牺牲结构安全。我发现，仅仅是掌握了书中关于投影几何在斜接角度确定上的应用，我就为公司节省了一批高质量钢材的浪费。这已经不仅仅是一本学习资料，它更像是一套随时待命的“现场优化系统”。我甚至期待作者能出续集，专门探讨一下更复杂的异形结构件的数学建模问题。

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我得说，这本书的编排逻辑简直是教科书级别的，它完全颠覆了我对传统技术书籍的认知。它不是简单地罗列知识点，而是一条清晰的学习路径。从最基础的度量衡转换，到更高级的立体几何在管道切割中的应用，每一步都承接得非常自然。我之前在处理一些复杂的三维空间相交问题时，总是依赖经验和反复试错，费时费力还不一定准确。读了这本书之后，我才明白那些所谓的“经验技巧”背后，其实都有一套严谨的数学支撑。作者对于如何用坐标系来定位切割点，如何用向量的概念来描述焊枪的运动轨迹，讲解得深入浅出，让我茅塞顿开。更让我惊喜的是，书中还穿插了一些关于误差分析和公差控制的内容，这在很多同类的入门书籍中是绝对看不到的。这表明作者的视角已经超越了基础操作层面，而是直接指向了工业制造的质量控制标准。我甚至带着书中的某些计算方法去和我的项目经理探讨，他听完后也连连称赞，说这比我们现在用的很多昂贵软件的预处理模块还要直观有效。这本书真正做到了将高深的理论“翻译”成了车间里人人都能听懂的“方言”。

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这本书的语言风格非常接地气，完全没有那种高高在上的学者腔调。作者似乎非常了解我们一线工人的阅读习惯，他很少使用冗长复杂的长难句，而是喜欢用一种对话式的、带有启发性的语气来引导读者思考。记得有一段讲到最小二乘法在拟合焊接轨迹时如何应用，作者竟然把它比喻成了“找一条最能代表大家平均意见的线”，这种生动的比喻，一下子就把抽象的统计学概念拉到了我们能理解的层面。而且，书中对于那些必须要用到的数学术语，都给予了非常清晰的背景解释，确保了即便是零基础的读者也不会感到迷茫。更让我赞赏的是，作者在每章的末尾都设置了“挑战你的思维”环节，这些问题不是简单的习题，而是需要你结合实际的焊接场景进行分析和计算的微型项目。完成这些挑战后，那种解决问题的成就感，比单纯地做对一道选择题要强烈得多。这使得学习过程充满了乐趣，真正做到了寓教于乐，让学习不再是一件苦差事。

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从排版和装帧来看，这本书也体现了对读者的尊重。纸张的质量非常好，即便是经常被带到油污较多的工作场所，字迹依然清晰可见，不易洇墨。内页的布局非常合理，公式、图表和文字之间的留白恰到好处，避免了视觉疲劳。我特别留意了它在处理复杂公式时的表现，印刷的符号清晰锐利，没有出现任何模糊或错位的情况，这对于需要反复对照公式的读者来说至关重要。此外，书中对单位换算的强调和规范，也体现了作者严谨的专业态度。在国际项目合作日益增多的今天，英制和公制之间的精确转换是常犯的错误源头，书中用一个专门的附录详细列出了所有的转换系数，并提供了快捷换算的心算技巧，这在实际操作中简直是救命稻草。总而言之，这本书从内容到形式，都散发着一股扎实的匠人精神，它不只是纸上的知识，更是可以信赖的、陪伴我们成长的工具书。

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