具体描述
《电火花加工技术问答》按章节以问答的形式解答各种电火花加工的技术问题，包括电火花加工技术基础知识；电火花加工机床设备；电火花加工工艺；电火花加工相关技能；电火花加工的综合技巧；电火花加工的疑点难点；电火花加工的新设备、新技术、新工艺、新材料及其他电火花加工的若干问题。力求简单明了，通俗易懂、回答明白透彻、论述清楚、特别是电火花加工技术的基本概念、基本常识、说明较详细，既有一定的理论深度，又有丰富的实践内容，同时列举大量典型加工实例，是从事电火花加工的工程技术人员的必读参考书籍，对在实际工作中遇到的具体问题，可从中获得帮助。
现代焊接工程原理与实践 内容提要： 本书系统阐述了现代焊接工程的理论基础、关键技术、工艺流程以及质量控制标准。全书内容覆盖了焊接冶金学、焊接热力学、焊接结构力学等核心理论，并深入探讨了弧焊、激光焊、电子束焊、搅拌摩擦焊等主流及前沿焊接方法的原理、设备操作与工艺参数优化。重点突出了新材料（如高强钢、铝合金、钛合金）的焊接特性与挑战，详细介绍了焊接缺陷的形成机理、无损检测技术（NDT）以及焊后热处理对性能的影响。此外，本书还紧密结合工业实际应用，涵盖了焊接结构的疲劳与断裂评估、焊接自动化与智能制造，旨在为从事焊接设计、制造、质量检验及科研教学的人员提供一本全面、深入且具有实践指导意义的参考书。 第一部分 焊接基础理论与材料科学 第一章 焊接冶金学基础 本章首先从原子层面上解析了金属的熔化、凝固过程，阐述了液态金属的表面张力、粘度及其对焊缝成形的影响。重点剖析了合金元素的扩散、偏析现象在焊接热影响区（HAZ）中的表现。详细论述了铁碳合金的相图及其在快速冷却焊接过程中的演变，包括贝氏体、马氏体、魏氏体等组织在不同冷却速率下的形成与转变。引入了焊接熔池的动力学模型，探讨了气体在液态金属中的溶解、脱气机制，以及夹渣的形成与消除过程。对于非铁金属，如铝、钛、镍基合金，分析了其特有的氧化特性、晶粒细化机制以及固溶处理对焊后性能的调节作用。 第二章 焊接热过程与残余应力 深入研究了焊接过程中的热物理过程，包括热源模型（如高斯分布模型、体积热源模型）的建立与应用，以及热循环曲线（温度-时间曲线）的精确预测。分析了热输入对焊后组织和性能的影响梯度，特别是热影响区的宽度与硬度分布规律。本章核心内容聚焦于残余应力和变形的产生机理，从线胀理论到三维弹塑性有限元分析（FEA），系统介绍了预测焊接变形（如角变形、翘曲、扭曲）的方法。同时，详细阐述了应力松弛、蠕变以及如何通过合理的焊接顺序、支撑结构设计和焊后热处理（PWHT）来控制和释放有害残余应力。 第三部分 现代焊接工艺与技术 第三章 熔化极气体保护焊（GMAW）与钨极气体保护焊（GTAW）的优化 本章不再停留于传统操作介绍，而是侧重于先进工艺的控制与调优。在GMAW方面，详细阐述了不同喷射过渡模式（短路、过渡、喷射）的电流、电压、送丝速度的匹配关系，以及脉冲熔化极焊（P-GMAW）在薄板和异种材料连接中的优势及参数设定策略。对于GTAW，深入分析了电弧的轴向力和径向力对熔池形态的影响，讲解了如何利用高频引弧、脉冲技术控制焊道宽度和热输入，以实现高质量的管件对接和薄壁结构焊接。 第四章 高能束焊接技术（激光与电子束） 激光焊接部分，详细解析了激光与物质的相互作用机理，包括键合、钻孔、匙孔（Keyhole）的形成与稳定性控制。重点对比了连续波（CW）和脉冲激光在深熔焊和表面强化中的应用区别，并讨论了光纤激光器在工业自动化中的集成优势。电子束焊接部分，阐述了高真空环境下的电子束加速、聚焦系统，以及电子束在厚大截面材料（如核反应堆容器、重型装备）连接中的高深宽比优势。探讨了如何通过磁镜聚焦系统控制束流的偏转和扫描，以适应复杂焊缝要求。 第五章 固态连接技术前沿 固态连接作为减少热影响区的关键技术，被给予了重点关注。搅拌摩擦焊（FSW）部分，详细分析了搅拌头的设计（销的形状、肩部设计）如何影响材料的塑性流动、动态再结晶和搅拌区（TMAZ）的形成。讲解了FSW在铝合金、镁合金轨道交通结构连接中的应用案例。此外，本章还涵盖了爆炸焊、扩散焊等特种固态连接工艺，特别是在核能、航空航天领域对异种材料（如金属与陶瓷、复合材料）连接的突破性应用。 第四部分 焊接质量控制与可靠性评估 第六章 焊接缺陷的形成与预防 本章对焊接缺陷进行系统分类和深入剖析。针对性地讲解了热裂纹（晶间、中心裂纹）、冷裂纹（氢致裂纹、延迟裂纹）的冶金学诱因，包括高硫、高磷的敏感性、冷却速率与氢扩散的关系。同时，详述了气孔、夹渣的产生机理，以及如何通过优化气体保护、清理工艺和层间控制来有效避免。特别关注了焊接过程中产生的晶粒粗大、脆性相等导致的关键性能下降缺陷。 第七章 现代无损检测（NDT）技术 详细介绍了用于焊接结构检测的五大主流无损检测方法。超声波检测（UT）部分，重点阐述了相控阵超声（PAUT）的成像原理、数据处理和三维重建能力，以及TOFD技术在裂纹定量中的应用。射线检测（RT）则聚焦于数字成像技术（DR/CR）在现场快速判断缺陷类型和严重程度上的发展。此外，还介绍了磁粉检测（MT）、渗透检测（PT）的规范应用，以及声发射（AE）技术在实时监控焊接结构健康状态中的潜力。 第八章 焊接结构的疲劳与断裂力学评估 本章将焊接质量控制延伸至服役可靠性评估。首先回顾了应力集中对疲劳寿命的影响，并引入了基准设计曲线（如Eurocode、AWS D1.1）的应用。深入讲解了断裂力学在焊缝中存在的缺陷评估中的应用，如基于断裂韧性 $K_{IC}$ 和 $ ext{CTOD}$ 的安全评估方法。最后，探讨了焊接残余应力与疲劳裂纹萌生的交互作用，并介绍了疲劳寿命预测模型（如应力-寿命法、应变-寿命法）在复杂结构设计中的应用。 第九章 焊接自动化与智能制造集成 本章面向工业4.0背景下的焊接车间。系统介绍了焊接机器人（六轴、SCARA）的轨迹规划、离线编程（OLP）技术，以及视觉传感系统（如激光视觉、双目立体视觉）在焊缝跟踪和自适应控制中的应用。重点探讨了焊接过程参数的在线监测（如电压、电流、电弧长度、熔池温度的实时反馈）与质量预测模型的集成，以及基于大数据分析的焊接工艺优化平台构建。 附录 常用焊接规范与标准简介。 本书特点： 理论与实践深度融合： 兼顾了从微观冶金到宏观结构可靠性的多尺度分析。 关注前沿技术： 详尽介绍了高能束焊接、固态搅拌摩擦焊等新兴技术。 工程导向性强： 大量案例分析，特别是针对高强钢和轻质合金的复杂连接问题。 质量控制严谨： 对NDT技术和结构断裂评估的论述详尽，符合现代工程标准要求。
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