Welding Licensing Exam Study Guide (McGraw-Hill's Welding Licensing Exam Study Guide) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:McGraw-Hill Professional

作者:Rex Miller

出品人:

页数:464

译者:

出版时间:2007-05-17

价格:USD 39.95

装帧:Paperback

isbn号码:9780071493765

丛书系列:

图书标签:

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精炼与深度：金属连接工艺的权威指南 书名：金属连接与结构完整性工程：从基础理论到先进实践 作者：[虚构] 约翰·哈德森 博士 & 艾米莉·卡特 工程师 出版社：创新工程出版社 (Innovate Engineering Press) --- 内容概述：超越许可考试，直抵行业精髓 《金属连接与结构完整性工程：从基础理论到先进实践》并非一本针对特定认证考试的应试手册，而是一部旨在为结构工程师、材料科学家、焊接技师和质量控制专家提供全面、深入且具有前瞻性指导的专业著作。本书的核心目标在于阐释金属连接过程的物理、化学和冶金学原理，并将这些理论知识与现代工业应用、规范遵从性及结构可靠性分析紧密结合。 本书共分八个主要部分，共计三十六个章节，旨在构建一个从微观到宏观、从原理到应用的完整知识体系。 --- 第一部分：连接工艺的冶金学基础与材料科学 (The Metallurgical Foundation of Joining Processes) 本部分深入探讨了金属连接过程中发生的原子级和微观结构变化。我们着重分析了不同金属基材（如碳钢、低合金钢、不锈钢、铝合金及钛合金）在热影响区（HAZ）内的相变、晶粒生长和析出行为。 热循环分析与微观结构演变： 详细阐述了快速加热和冷却速率对奥氏体转变、铁素体/贝氏体形成的影响。引入有限元分析（FEA）模型，用于预测复杂几何结构中的温度梯度和冷却曲线。 扩散与液态工序： 探讨了元素在固态和液态界面上的迁移机制，包括熔池的流动性、表面张力的影响，以及如何通过添加合金元素来控制晶粒尺寸和抑制缺陷形成。 界面科学与键合机制： 区别于熔焊（熔融结合）和固态连接（如扩散焊、搅拌摩擦焊）的本质差异。深入研究了焊接界面（Weld Interface）的能带理论，确保形成高强度的冶金结合。 --- 第二部分：先进连接技术与工艺控制 (Advanced Joining Technologies and Process Control) 本部分聚焦于当代工业中应用最广泛且技术要求最高的连接方法，强调工艺参数的精确控制和自动化集成。 电弧过程的精密控制： 详细解析了 GMAW（气体保护金属电弧焊）、GTAW（钨极惰性气体保护焊）和 SAW（埋弧焊）的等离子体动力学。重点阐述了脉冲技术、短路过渡控制（P-GMAW）在薄板和关键结构件上的应用，以及如何通过电弧电压和送丝速度的同步反馈实现最优的热输入控制。 高能束焊接技术： 深入探讨了激光束焊接（LBW）和电子束焊接（EBW）的物理模型。分析了深熔透模式、热影响区宽度与光束焦点位置之间的关系，并讨论了在真空环境下进行高精度连接的挑战与解决方案。 固态连接的突破： 全面覆盖搅拌摩擦焊（FSW）的机理，包括其独特的塑性变形和材料再结晶过程。探讨了爆炸焊、摩擦搅拌点焊（FSW-Spot）在异种材料连接中的关键作用。 --- 第三部分：缺陷分析、失效模式与预防策略 (Defect Analysis, Failure Modes, and Mitigation Strategies) 理解并预防缺陷是确保结构寿命的关键。本部分是结构完整性分析的核心。 缺陷的生成机理： 细致分类和分析了常见的宏观缺陷（如未熔透、气孔、裂纹）和微观缺陷（如偏析、晶界脆化）。针对氢致延迟裂纹（HIC/SCC）的形成条件、扩散路径和预防措施，提供了详细的计算模型。 热裂纹与凝固过程： 运用“应力-温度敏感性曲线”分析高应力区和低熔点液相的存在对热裂纹（Hot Cracking）的影响，并提供基于化学成分（如硫、磷、锰）的控制窗口。 疲劳与断裂力学： 将焊接结构置于载荷环境中进行评估。讲解了基材、热影响区和焊缝金属的疲劳性能差异。应用线性弹性断裂力学（LEFM）和弹塑性断裂力学（EPFM）来评估缺陷的临界尺寸和结构剩余寿命。 --- 第四部分：连接的后处理与性能优化 (Post-Weld Treatments and Performance Optimization) 连接工艺的完成并不意味着工程的终结。本部分关注如何通过后续处理来提升结构性能和长期可靠性。 应力消除与残余应力管理： 详细分析了焊接过程中产生的残余应力分布。对比了热松弛法（PWHT）与机械应力释放技术（如激光冲击强化）的优劣，并讨论了在大型或厚壁构件中实施PWHT的热应力控制。 表面工程与耐腐蚀性： 探讨了在严苛环境中（如海洋工程、化工设备）中，连接区域的腐蚀敏感性（如晶间腐蚀、应力腐蚀开裂）。介绍了表面堆焊、热喷涂和镀层技术对提升耐磨损和耐腐蚀性能的作用。 机械性能评估： 不仅仅是拉伸和冲击试验。本部分强调了全尺寸接头性能的模拟，包括弯曲性能、冲击韧性随温度的变化曲线，以及对焊接接头接合效率的量化评估。 --- 第五部分：质量保证、无损检测与规范体系 (QA/QC, NDT, and Code Compliance) 本部分是工程实践的规范化和可追溯性的基础。 无损检测技术精要： 对超声波检测（UT，包括相控阵PAUT）、射线检测（RT）、磁粉检测（MT）和液体渗透检测（PT）的物理原理、局限性、灵敏度及数据解读进行了深入阐述。特别关注了自动化超声波检测（AUT）在复杂管道和压力容器中的应用。 无损检测结果的量化评估： 介绍如何依据国际标准（如AWS D1.1, ASME Section IX, EN ISO 3834）对检测到的不连续性进行分类、定级和可接受性判断。 焊接程序规范（WPS）与资质认证： 详述了从基础材料、工艺参数到检验方法的全套文件体系。重点分析了程序评定（PQR）和工艺试板（WPQ）的科学设计，确保生产过程的稳定性和合规性。 --- 第六部分：异种材料连接的挑战 (Challenges in Dissimilar Material Joining) 随着先进复合材料和高强度钢材的广泛使用，异种材料连接成为现代工程的难点。 热膨胀系数失配： 分析了因热膨胀系数（CTE）差异导致的热应力集中和界面脆化问题。提出了利用过渡层（Interlayers）或梯度材料来缓解应力的方法。 金属间化合物（IMC）控制： 在铝-钢或镍基合金-钢连接中，IMC层的形成是失效的主要原因。本书提供了热动力学模型，指导焊工如何通过控制热输入或使用钎料层来限制IMC层的厚度和结构。 连接方案对比： 比较了传统熔焊、爆炸复合板接头以及固态连接技术（如爆炸焊、扩散焊）在实现高可靠性异种连接中的适用性。 --- 第七部分：结构设计与工程应用 (Structural Design and Engineering Applications) 本部分将理论与实际工程案例相结合，探讨连接设计对整体结构性能的影响。 疲劳载荷下的连接设计： 基于结构设计规范，讲解如何确定接头的特征分类（Category）并据此计算疲劳寿命。重点分析了悬臂梁、桁架节点和压力容器封头等关键部位的设计冗余度。 模块化建造与现场连接： 针对大型桥梁、船舶和海洋平台，讨论了工厂预制模块的接口设计，以及现场施工过程中如何应对环境因素（风、温度、湿度）对焊接质量的影响。 数字化与智能制造： 探讨了基于传感器、物联网（IoT）和数字孪生的焊接过程监控系统，实现实时质量预测和工艺参数的自适应调整。 --- 第八部分：环境、安全与可持续性 (Environment, Safety, and Sustainability) 焊接烟尘与气体毒性评估： 详细分析了不同焊材产生的特定污染物（如锰、铬、镍化合物）的健康危害，并提供了先进的局部通风和过滤系统的设计标准。 能源效率与绿色焊接： 探讨了低能耗连接技术（如高频感应钎焊、冷金属过渡CMT技术）在减少碳足迹方面的贡献，以及如何回收和再利用焊接副产品。 《金属连接与结构完整性工程》 是一本面向专业人士的、具有高度学术价值和实践指导意义的参考书，它确保读者不仅能“通过”考核，更能“主导”复杂的金属连接工程项目。

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