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出版者:

作者:吴树雄

出品人:

页数:444

译者:

出版时间:2010-6

价格:69.00元

装帧:

isbn号码:9787122081858

丛书系列:

图书标签:

• 电焊条
• 焊接材料
• 焊接工艺
• 焊接技术
• 金属连接
• 工业材料
• 机械制造
• 焊接指南
• 材料选择
• 焊接设备

焊接工艺与材料科学前沿探索 本书聚焦于现代金属连接技术领域，深入剖析了焊接工艺的理论基础、材料特性及其在复杂工程结构中的应用实践。 第一部分：焊接基础理论与热力学 本部分旨在为读者构建坚实的焊接物理化学基础。我们从原子尺度的键合机制出发，阐述了金属熔化、凝固过程中的热力学原理，特别是吉布斯自由能与相图在预测焊接热循环中的关键作用。详细解析了焊接热影响区（HAZ）的形成机理，包括相变动力学、晶粒长大过程以及残余应力与变形的微观根源。内容涵盖了扩散焊、搅拌摩擦焊等固态连接技术中界面反应的动力学模型，强调了如何通过精确控制热输入来优化接头性能。 第二部分：先进材料的连接技术 随着航空航天、能源装备对轻量化和高性能的需求日益增长，本书对特种材料的焊接挑战进行了系统性论述。 钛合金与高温合金： 深入探讨了这些材料在高温和高腐蚀环境下的冶金特性。重点分析了增敏、脆化倾向，以及如何通过优化保护气体、填充金属选择和预热/后热处理工艺，有效抑制有害金属间化合物的生成。对于镍基高温合金，详细阐述了定向凝固技术对晶界强度的影响。 铝及镁轻量化材料： 鉴于铝合金焊接易产生的气孔、热裂纹问题，本书提供了基于激光复合焊和高频脉冲TIG技术的解决方案。分析了固态连接（如爆炸焊、摩擦搅拌焊）在保持母材原有优异性能方面的优势，并对比了不同焊接方法对疲劳性能的差异化影响。 不锈钢与异种材料的连接： 针对不锈钢的晶间腐蚀敏感性，我们介绍了低碳或超低碳焊材的选择原则，并详细解读了奥氏体-铁素体不锈钢异种连接中，如何控制熔池中的铁素体含量，以防止热脆性危害。对于碳钢与高强钢的连接，则侧重于热输入管理对淬火-回火组织控制的精细调控。 第三部分：焊接过程的智能监测与控制 本章面向工业4.0背景下的智能制造需求，探讨了如何将传感器技术和数据分析引入焊接过程。 过程监测技术： 全面介绍了基于机器视觉、红外热成像、超声波检测在焊缝成型、缺陷识别中的实时应用。构建了焊接熔池的能量密度模型，实现对热循环的即时反馈和修正。 质量预测与反馈控制： 阐述了利用机器学习算法对焊接参数（电流、电压、速度、气体流量）与最终接头性能（强度、韧性、致密度）之间的非线性关系进行建模。重点演示了如何构建闭环反馈系统，以动态调整焊枪轨迹和功率输出，确保复杂曲面结构的一致性焊接质量。 第四部分：焊接缺陷的成因、识别与修复 本书对常见的焊接缺陷进行了详尽的分类和剖析，并提供了从源头预防和后期修复的工程化策略。 缺陷机理分析： 详细阐述了气孔、裂纹（冷裂、热裂、再热裂）、未焊透、咬边等缺陷产生的具体冶金和工艺条件。例如，对于氢致裂纹，不仅讨论了含氢源的控制，还深入分析了低温延迟开裂的应力松弛过程。 无损检测（NDT）技术综合应用： 重点对比了射线检测（RT）、超声波检测（UT，包括相控阵技术PAUT）、磁粉检测（MT）和渗透检测（PT）在不同材料和不同类型缺陷定位上的适用性、灵敏度和局限性。强调了NDT数据与有限元分析（FEA）结合，用于评估缺陷对结构剩余寿命的影响。 修复与再制造工艺： 提供了针对高价值部件的精确修复方案，包括堆焊层的选择、应力消除预处理、以及激光熔覆技术在修复磨损和腐蚀表面的应用。讨论了修复过程如何避免引入新的热影响区问题。 第五部分：结构完整性与规范标准 最后一部分将理论与工程实践紧密结合，审视了焊接结构在服役环境下的可靠性。 疲劳与断裂力学： 结合焊缝几何特征和残余应力分布，运用基准应力强度因子法和局部应力应变法，评估焊缝的疲劳寿命。讨论了疲劳裂纹的萌生、扩展路径，以及如何通过焊后热处理（PWHT）或表面处理技术来提高抗疲劳性能。 腐蚀环境下的焊接结构： 针对海洋工程、化工压力容器等领域，深入分析了应力腐蚀开裂（SCC）和点蚀的风险。详细介绍了如何通过精确控制焊接化学成分（如费定值控制）和进行牺牲阳极保护或阴极保护来延长结构使用寿命。 工程标准解读： 系统梳理了国内外主要的压力容器、桥梁、管道等领域的焊接规范要求（如ASME, AWS, GB标准），重点解析了在设计许用应力、焊工资格认证、无损检测比例要求等方面的核心差异和共通原则，旨在指导工程师进行合规设计与施工。 本书资料翔实，图表丰富，适合高等院校焊接工程、材料科学专业的师生，以及从事压力容器、海洋工程、轨道交通、电力设备制造等行业的高级工程师和技术管理人员参考使用。它不仅仅是一本技术手册，更是一部深入探索金属连接科学奥秘的工具书。

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