連接工藝

前言

　　1998年，教育部進(jìn)行了高等院校學(xué)科專(zhuān)業(yè)調(diào)整，原鑄造、鍛壓、焊接、熱處理四個(gè)專(zhuān)業(yè)合并為“材料成形及控制工程”專(zhuān)業(yè)（有的學(xué)校將焊接專(zhuān)業(yè)列為目錄外專(zhuān)業(yè)）。由于各院校原有的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)、專(zhuān)業(yè)定位、辦學(xué)歷史及辦學(xué)水平存在較大差異，因此在新專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)計(jì)劃安排上也不盡相同。　　在2002年度材料成形及控制工程專(zhuān)業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)工作會(huì)議上，委員們認(rèn)真分析了我國(guó)各類(lèi)院校中的材料成形及控制工程專(zhuān)業(yè)的情況，參考了幾十所院校的專(zhuān)業(yè)現(xiàn)狀，經(jīng)綜合分析，歸納出比較典型的三類(lèi)培養(yǎng)計(jì)劃，即“機(jī)械工程及自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)（計(jì)劃一）”、“材料成形及控制工程專(zhuān)業(yè)——分專(zhuān)業(yè)方向培養(yǎng)計(jì)劃（計(jì)劃二）”、“材料成形及控制工程專(zhuān)業(yè)——不分專(zhuān)業(yè)方向培養(yǎng)計(jì)劃（計(jì)劃三）”?！　♂槍?duì)新專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，各校在教材建設(shè)方面進(jìn)行了一定的研究和摸索。普通高等教育“十五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材建設(shè)期間編寫(xiě)了幾本教材，填補(bǔ)了一定的空白。但這些教材還不能完全適應(yīng)專(zhuān)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，仍有部分院校只能使用專(zhuān)業(yè)目錄調(diào)整前的老教材，而且要幾本教材同時(shí)使用。專(zhuān)業(yè)教材建設(shè)仍需進(jìn)一步研究和探索。為此，高等教育出版社于2004年12月成立了材料成形及控制工程專(zhuān)業(yè)系列教材編委會(huì)，研究編寫(xiě)適用于該專(zhuān)業(yè)發(fā)展的新教材。經(jīng)編委會(huì)深入討論和研究，第一期產(chǎn)生7個(gè)選題，并于2005年6月落實(shí)教材編寫(xiě)大綱，進(jìn)入編寫(xiě)階段。該系列教材現(xiàn)已列入“十一五”國(guó)家級(jí)教材規(guī)劃。新教材不同于專(zhuān)業(yè)目錄調(diào)整前的“小方向”教材，主要針對(duì)培養(yǎng)計(jì)劃二類(lèi)專(zhuān)業(yè)，兼顧培養(yǎng)計(jì)劃三類(lèi)專(zhuān)業(yè)。在教材編寫(xiě)中，對(duì)目前使用的各類(lèi)教材進(jìn)行了研究，同時(shí)補(bǔ)充了近年出現(xiàn)的新理論、新知識(shí)，充分反映了學(xué)科的最新進(jìn)展及作者的教學(xué)體會(huì)。

內(nèi)容概要

　　《連接工藝》共13章。第1～4章介紹電弧焊連接工藝的基本理論，第5～8章介紹埋弧焊、鎢極氬弧焊、熔化極氬弧焊和c0，氣體保護(hù)電弧焊常用的焊接工藝，第9～11章介紹釬焊、電阻焊工藝以及包括擴(kuò)散焊、激光焊等在內(nèi)的其他焊接工藝，第12章介紹焊接夾具與工裝，第13章介紹焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與變形控制。

書(shū)籍目錄

緒論0.1 材料連接工藝概況0.2 焊接方法的發(fā)展0.3 焊接的實(shí)質(zhì)與分類(lèi)0.4 焊接領(lǐng)域的標(biāo)志性成就及展望0.5 本課程的性質(zhì)和學(xué)習(xí)方法第1章 焊接電弧1.1 電弧的導(dǎo)電機(jī)理1.1.1 概述1.1.2 電弧中帶電粒子的產(chǎn)生過(guò)程1.1.3 電弧的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)l.2 焊接電弧的工藝特性1.2.1 電阻的最小能量消耗特性（最小電壓原理）1.2.2 電弧的靜特性1.2.3 焊接電弧的動(dòng)特性1.2.4 電極斑點(diǎn)的游動(dòng)性1.2.5 電弧的熱特性1.3 電弧中的力及其影響因素1.3.1 電弧力及其作用1.3.2 電弧力的影響因素1.4 交流電弧的特點(diǎn)1.4.1 交流電弧的燃燒過(guò)程1.4.2 交流電弧加熱的特點(diǎn)1.4.3 交流電弧的整流現(xiàn)象1.5 磁場(chǎng)對(duì)電弧的作用1.5.1 電弧挺度1.5.2 磁偏吹復(fù)習(xí)思考題第2章 焊絲的熔化和熔滴過(guò)渡2.1 焊絲的加熱與熔化2.1.1 焊絲的熔化熱源2.1.2 影響焊絲熔化速度的因素2.2 熔滴上的作用力2.3 熔滴過(guò)渡的主要形式及其特點(diǎn)2.3.1 短路過(guò)渡2.3.2 滴狀過(guò)渡2.3.3 噴射過(guò)渡2.3.4 渣壁過(guò)渡2.4 熔滴過(guò)渡的飛濺2.4.1 熔敷效率、熔敷系數(shù)和損失系數(shù)2.4.2 熔滴過(guò)渡的飛濺復(fù)習(xí)思考題第3章 母材熔化和焊縫成形3.1 焊縫熔池的尺寸與形狀3.1.1 焊縫的形成3.1.2 焊縫形狀、尺寸與焊縫質(zhì)量的關(guān)系3.2 焊接工藝參數(shù)與工藝因素對(duì)焊縫成形的影響3.2.1 焊接工藝參數(shù)的影響3.2.2 其他工藝因素的影響3.3 焊縫成形缺陷及其產(chǎn)生原因復(fù)習(xí)思考題第4章 電弧焊自動(dòng)控制基礎(chǔ)與機(jī)器人焊接4.1 熔化極自動(dòng)電弧焊的自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)4.1.1 自動(dòng)調(diào)節(jié)的必要性及方法4.1.2 電弧自身調(diào)節(jié)系統(tǒng)——等速送絲自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)4.1.3 電弧電壓反饋?zhàn)詣?dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)——變速送絲自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)4.2 電弧焊的程序自動(dòng)控制4.2.1 程序自動(dòng)控制的對(duì)象和要求4.2.2 程序自動(dòng)控制的原則和方法4.2.3 電弧焊程序控制的基本環(huán)節(jié)4.3 機(jī)器人焊接4.3.1 ：業(yè)機(jī)器人的定義4.3.2 焊接工藝對(duì)弧焊機(jī)器人的基本要求4.3.3 焊接機(jī)器人的分類(lèi)和特點(diǎn)4.3.4.焊接機(jī)器人系統(tǒng)的組成4.3.5 焊接機(jī)器人系統(tǒng)質(zhì)量控制技術(shù)4.3.6 焊接質(zhì)量的控制復(fù)習(xí)思考題第5章 埋弧焊5.1 埋弧焊的特點(diǎn)及應(yīng)用5.1.1 埋弧焊過(guò)程5.1.2 埋弧焊的特點(diǎn)5.1.3 埋弧自動(dòng)焊的分類(lèi)及應(yīng)用5.2 埋弧焊焊劑與焊絲的選用5.2.1 埋弧焊焊劑5.2.2 埋弧焊焊絲5.2.3 埋弧焊焊絲與焊劑的配合5.3 埋弧自動(dòng)焊機(jī)5.3.1 埋弧自動(dòng)焊機(jī)的類(lèi)型及用途5.3.2 埋弧自動(dòng)焊機(jī)的組成及作用5.3.3 埋弧自動(dòng)焊機(jī)的工作原理5.4 埋弧焊工藝5.4.1 焊前準(zhǔn)備5.4.2 埋弧自動(dòng)焊工藝5.4.3 高效率埋弧自動(dòng)焊復(fù)習(xí)思考題第6章 鎢極氳弧焊6.1 概述6.1.1 鎢極氬弧焊的特點(diǎn)6.1.2 TIG焊的應(yīng)用6.2 鎢極氬弧焊焊機(jī)6.2.1 焊機(jī)的組成及引弧裝置6.2.2 焊槍6.2.3 供氣系統(tǒng)和水冷系統(tǒng)6.2.4 焊接程序控制裝置6.2.5 WSJ-500型手工交流TIG焊焊機(jī)6.3 鎢極氬弧焊的焊接材料6.3.1 氬氣6.3.2 電極材料及形狀尺寸6.3.3 焊絲6.4 鎢極氬弧焊的種類(lèi)6.4.1 直流鎢極氬弧焊6.4.2 交流鎢極氬弧焊6.4.3 脈沖鎢極氬弧焊6.5 鎢極氬弧焊工藝6.5.1 接頭形式及坡口6.5.2 工件和填充焊絲的焊前清理6.5.3 焊接工藝參數(shù)6.6 其他鎢極氬弧焊方法6.6.1 變極性鎢極氬弧焊6.6.2 多電極鎢極氬弧焊6.6.3 A-TIG焊6.6.4 熱絲鎢極氬弧焊復(fù)習(xí)思考題第7章 熔化極氳弧焊7.1 熔化極氬弧焊的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用7.1.1 熔化極氬弧焊的原理7.1.2 熔化極氬弧焊的特點(diǎn)7.1.3 熔化極氬弧焊的應(yīng)用7.2 熔化極氬弧焊設(shè)備7.2.1 熔化極氬弧焊設(shè)備組成7.2.2 弧焊電源7.2.3 送絲系統(tǒng)7.2.4 焊槍和導(dǎo)絲管7.2.5 供氣系統(tǒng)與水冷系統(tǒng)7.2.6 控制系統(tǒng)7.2.7 熔化極氬弧焊焊機(jī)的型號(hào)及技術(shù)參數(shù)7.2.8 NB-400型半自動(dòng)熔化極氬弧焊機(jī)7.3 熔化極氬弧焊的保護(hù)氣體及焊絲7.3.1 保護(hù)氣體7.3.2 焊絲7.4 熔化極氬弧焊焊接工藝7.4.1 焊前準(zhǔn)備7.4.2 焊接參數(shù)7.4.3 熔化極氬弧焊常用的焊接工藝7.5 脈沖熔化極氬弧焊7.5.1 脈沖熔化極氬弧焊的熔滴過(guò)渡控制7.5.2 脈沖熔化極氬弧焊的參數(shù)選擇7.5.3 脈沖熔化極氬弧焊的工藝特點(diǎn)復(fù)習(xí)思考題第8章 CO：氣體保護(hù)電弧焊8.1 CO.氣體保護(hù)電弧焊的特點(diǎn)和應(yīng)用8.2 CO.氣體保護(hù)電弧焊熔滴過(guò)渡的特點(diǎn)8.3 CO.氣體保護(hù)電弧焊的冶金特點(diǎn)8.3.1 CO.氣體的氧化性8.3.2 CO.焊的脫氧措施8.3.3 焊縫金屬中的氣孔8.4 CO.氣體保護(hù)電弧焊設(shè)備8.4.1 CO.氣體保護(hù)電弧焊設(shè)備的組成8.4.2 焊接電源8.4.3 控制系統(tǒng)8.4.4 送絲系統(tǒng)8.4.5 焊槍與軟管8.4.6 供氣系統(tǒng)8.4.7 NBC7-250（IGBT）型逆變式CO.焊機(jī)8.5 CO.氣體保護(hù)電弧焊的焊接材料8.5.1 保護(hù)氣體8.5.2 焊絲8.6 飛濺問(wèn)題與控制8.7 CO：氣體保護(hù)電弧焊工藝8.7.1 焊前準(zhǔn)備8.7.2 焊接參數(shù)的選擇8.8 其他CO：氣體保護(hù)電弧焊方法8.8.1 藥芯焊絲CO：氣體保護(hù)電弧焊8.8.2 波形控制CO：氣體保護(hù)電弧焊和sTT控制法復(fù)習(xí)思考題第9章 釬焊9.1 概述9.2 釬焊方法及工藝9.2.1 釬焊方法的分類(lèi)9.2.2 常用的釬焊方法與設(shè)備9.2.3 真空釬焊與設(shè)備9.2.4 特種釬焊方法與設(shè)備9.3 釬焊材料9.3.1 釬料的分類(lèi)與編號(hào)9.3.2 軟釬料與軟釬劑9.3.3 硬釬料與硬釬劑復(fù)習(xí)思考題第10章 電阻焊10.1 概述10.2 點(diǎn)焊連接10.2.1 點(diǎn)焊連接原理及工藝10.2.2 點(diǎn)焊連接工藝10.2.3 常用金屬材料的點(diǎn)焊連接10.2.4 點(diǎn)焊連接技術(shù)新進(jìn)展10.3.5 焊連接10.4 縫焊連接10.5 對(duì)焊連接10.6 電阻焊設(shè)備10.6.1 電阻焊設(shè)備組成10.6.2 典型電阻焊機(jī)10.6.3 電阻焊設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)10.6.4 電極材料與結(jié)構(gòu)10.7 電阻焊連接過(guò)程的質(zhì)量監(jiān)控復(fù)習(xí)思考題第11章 其他焊接方法11.1 擴(kuò)散焊11.1.1 擴(kuò)散焊的概念11.1.2 擴(kuò)散焊的原理及分類(lèi)11.1.3 擴(kuò)散焊參數(shù)的選擇11.1.4 擴(kuò)散焊的優(yōu)點(diǎn)及應(yīng)用11.2 激光焊11.2.1 激光焊的概念11.2.2 激光焊的原理及分類(lèi)11.2.3 激光焊的特點(diǎn)及應(yīng)用11.2.4 激光焊設(shè)備的選擇及工藝參數(shù)11.2.5 激光焊的新技術(shù)11.3 電子束焊11.3.1 電子束焊的概念11.3.2 電子束焊的原理及分類(lèi)11.3.3 電子束焊的特點(diǎn)及應(yīng)用11.3.4 電子束焊的工藝參數(shù)及工藝方法11.3.5 電子束焊設(shè)備11.4 等離子弧焊11.4.1 等離子弧的特性、分類(lèi)與應(yīng)用11.4.2 等離子弧焊設(shè)備11.4.3 等離子弧焊焊接方法與焊接工藝11.4.4 等離子弧切割11.5 鋁熱焊11.5.1 鋁熱焊的基本原理及應(yīng)用11.5.2 鋁熱焊使用的材料11.5.3 鋼軌鋁熱焊的典型工藝11.6 摩擦焊11.6.1 摩擦焊的原理、分類(lèi)及特點(diǎn)11.6.2 摩擦焊的焊接過(guò)程11.6.3 攪拌摩擦焊11.7 爆炸焊11.7.1 爆炸焊的分類(lèi)11.7.2 爆炸焊的應(yīng)用11.8 電渣焊11.8.1 電渣焊的工作原理與特點(diǎn)11.8.2 電渣焊設(shè)備11.8.3 電渣焊的焊接過(guò)程及工藝參數(shù)復(fù)習(xí)思考題第12章 焊接夾具與工裝12.1 焊接工藝裝備的作用及特點(diǎn)12.1.1 焊接工裝的作用12.1.2 焊接工裝的分類(lèi)12.1.3 焊接工裝的特點(diǎn)12.2 工件的定位與夾緊12.2.1 工件的定位原理12.2.2 定位方法及定位器12.2.3 常用的夾緊機(jī)構(gòu)12.3 典型焊接工藝裝備12.3.1 裝配定位焊夾具12.3.2 焊接變位機(jī)械12.3.3 弧焊機(jī)器人焊接工裝復(fù)習(xí)思考題第13章 焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與變形控制13.1 焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)13.1.1 焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則13.1.2 焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性分析13.1.3 焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題13.2 焊接應(yīng)力與變形13.2.1 焊接變形控制13.2.2 焊接殘余變形復(fù)習(xí)思考題參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　材料連接工藝是制造工藝的重要組成部分，一般包括焊接工藝、機(jī)械連接工藝和膠接工藝?！　〔牧线B接工藝是隨著人類(lèi)利用材料的歷史的發(fā)展而不斷發(fā)展的。在進(jìn)人工業(yè)文明以前，人類(lèi)就開(kāi)始運(yùn)用連接工藝，如機(jī)械連接工藝、膠接工藝及焊接工藝中的鍛焊、釬焊等。在所有的連接工藝中，焊接是應(yīng)用最廣、最重要的金屬材料的永久連接工藝，它是采用外加能量的方法使分離的材料永久地連接在一起，所以有時(shí)候也把焊接叫做熔接。焊接是金屬連接最重要的方法，因?yàn)樗膬?yōu)點(diǎn)非常突出，它連接的部件和材料能夠?qū)崿F(xiàn)高性能，在一般的情況下，它可以達(dá)到和連接母材等強(qiáng)度、等剛度、等塑性、等韌性。也就是說(shuō)，用焊接方法連接起來(lái)的部件或材料，能和材料原來(lái)的性能完全一樣，特別是它的動(dòng)載性能好，所以在一些運(yùn)動(dòng)載體上焊接的運(yùn)用特別普遍。焊接具有非常高的可靠性，因?yàn)樗菍⑦B接件永久地連接在一起，所以連接件具有很長(zhǎng)的壽命并且在此期間可安全地工作。人類(lèi)社會(huì)進(jìn)人20世紀(jì)后，焊接技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展，在所有大工業(yè)的產(chǎn)業(yè)，如航空航天、造船、車(chē)輛、通信、家用電器、大型電站、冶金、微電子和武器裝備等領(lǐng)域，焊接都是最主要的連接工藝。焊接已不再是一種單純意義上的加工技藝，它已發(fā)展成為集多種學(xué)科于一體的一門(mén)工程工藝科學(xué)，并顯現(xiàn)出極高的技術(shù)含量和附加值。例如在船體建造中，焊接工時(shí)占船體建造總工時(shí)的30％～40％，焊接成本占船體建造總成本的30％～50％，因此提高焊接技術(shù)水平帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益是顯而易見(jiàn)的?！　⌒滦筒牧稀⑿聵?gòu)件和新器件對(duì)連接工藝提出了新的要求，不斷促進(jìn)傳統(tǒng)連接工藝的改進(jìn)與創(chuàng)新。例如，新型或特種材料及異種材料構(gòu)件的連接，復(fù)雜產(chǎn)品、構(gòu)件和器件的精密連接，焊接過(guò)程的自動(dòng)化與智能控制，水下及太空等特殊工作條件下的焊接，復(fù)雜焊接產(chǎn)品的質(zhì)量可靠性檢測(cè)與壽命評(píng)估，傳統(tǒng)連接工藝的改進(jìn)及新型焊接工藝方法的開(kāi)發(fā)，綠色連接工藝和再利用修復(fù)工藝等。

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