本书系统介绍了适应高新技术和新型材料发展需要的特种先进连接方法——激光焊、电子束焊、超塑性焊接和超塑成形/扩散连接(SPF/DB)、摩擦焊、爆炸焊和微连接技术等主要特种先进连接方法的基本原理、工艺和设备、常用材料及典型零件的连接技术要点、适用范围、质量检测及控制等内容以及国内外相关领域的新成就和发展趋势。许多图表直接引自*新的国内外标准和典型企业成熟经验,可供实际生产中借鉴。
本书理论联系实际,注重思路和能力培养,兼顾不同专业(方向)的教学要求,深度和广度(知识面)并重。既可作为高等院校材料成型及控制工程、焊接技术与工程等相关专业(方向)的主干课程教材,亦可供从事焊接科研和生产的科技工作者及工程技术人员阅读和参考。

第1章 激光焊
激光焊(1aser beam welding,简称LBW)是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高度精密的焊接方法。它是随着激光技术的发展而开始得到应用并逐步发展起来的新型焊接技术。自从20世纪60年代中期将红宝石激光应用于焊接技术以来,至今激光焊接技术已经历了40余年的发展历史。与常规的熔化焊焊接技术相比,激光焊接技术及激光焊接接头具有以下多方面的优点:
①焊缝组织多为极细树枝晶,接头综合力学性能优良。
②激光焊接过程中存在着净化效应,焊缝中有害杂质含量较低,有更好的抗气孔和抗裂纹能力。
③焊接线能量小,焊道窄,焊缝深宽比大,热影响区极窄,工件收缩和变形较小。
④焊接生产效率高,可进行**焊接并易于实现生产过程的自动化。
⑤较易于实现异种材料和非对称接头的焊接。
⑥可焊到性好,能够焊接其他焊接方法难以焊到的位置。
近年来,随着激光器开发研究的进展,多种新型激光器陆续在工业生产中出现:如直流板条式CO2激光器、二极管泵浦的Nd:YAG激光器、大功率半导体、光纤激光器等。激光器的功率等级也越来越大,45kW的C02激光器、5kW的Nd:YAG激光器已上市。随着大功率激光器商品化进程的加快,激光焊接在工业领域的应用范围正迅速扩大,目前,使用大功率的激光焊接设备可以对包括低碳钢、低合金高强钢、不锈钢、铁镍合金、铝及铝合金、钛及钛合合金等多种金属材料进行有效的焊接,并获得优质的焊接接头。激光焊接的熔深也由不足1mm猛增到十几甚至是几十毫米,由于可焊接材料范围广泛,接头质量优异和生产效率的提高,激光焊接技术的应用领域日益广泛,有了更大的工业实用性。
……

第1章 激光焊
1.1 激光的产生及其物理特性
1.1.1 激光的产生过程与激光束
1.1.2 激光的物理特性
1.2 激光焊的基本原理
1.2.1 激光与物质的相互作用
1.2.2 金属材料对激光的吸收
1.2.3 激光焊机理
1.2.4 激光焊过程中的几种效应
1.3 激光焊设备
1.3.1 激光焊设备的组成
1.3.2 固体激光器
1.3.3 气体激光器
1.3.4 典型激光器
1.3.5 激光器的选择
1.4 激光焊工艺
1.4.1 金属材料激光焊的焊接性
1.4.2 激光焊的接头设计
1.4.3 激光焊的工艺参数
1.4.4 激光焊在工业生产中的应用
1.5 激光焊新方法简介
1.5.1 激光填丝焊
1.5.2 激光-电弧复合热源焊接
1.5.3 双光束激光焊
1.6 激光切割
1.6.1 激光切割的机理和分类
1.6.2 激光切割特点
1.6.3 激光切割设备
1.6.4 激光切割工艺
1.6.5 激光切割应用
参考文献
第2章 电子束焊
2.1 电子束焊的基本原理及分类
2.1.1 电子束焊的基本原理
2.1.2 电子束焊的分类
2.1.3 电子束焊的特点
2.2 真空电子束焊设备
2.2.1 真空电子束焊机的组成
2.2.2 电子束焊机的电子光学基础
2.2.3 电子枪
2.2.4 电子枪供电系统
2.2.5 电子束焦点的观察、测量与对中
2.2.6 电子束焊机的真空系统
2.3 真空电子束焊工艺
2.3.1 电子束焊缝形成过程
2.3.2 电子束焊接规范参数对焊缝成形的影响
2.3.3 电子束焊接头设计
2.3.4 电子束焊工艺
2.3.5 电子束焊的**防护
2.4 工程材料电子束焊的焊接性
2.4.1 钢铁材料
2.4.2 有色金属
2.4.3 难熔金属
2.4.4 高温合金
2.4.5 复合材料
2.4.6 异种材料
2.5 电子束焊的焊接缺陷及其防止措施
2.5.1 焊前工件准备和装配的缺陷
2.5.2 焊缝形状的缺陷和尺寸偏差
2.5.3 焊缝或接头的外部缺陷及内部缺陷
2.5.4 焊接接头成分、组织和性能的缺陷
2.6 电子束焊的应用及发展前景
2.6.1 电子束焊的应用
2.6.2 电子束焊的发展前景
参考文献
第3章 超塑性焊接和超塑成形/扩散连接(SPF/DB)
3.1 基于超塑性的固态连接方法
3.1.1 超塑性及其分类
3.1.2 超塑性的力学和组织特征
3.1.3 材料的超塑性及其实现
3.1.4 基于超塑性的固态连接方法的可行件
3.1.5 基于超塑性的固态连接方法及分类
3.2 超塑性焊接
3.2.1 恒温超塑性焊接
3.2.2 相变超塑性焊接
3.3 超塑性扩散连接
3.3.1 扩散连接的原理、工艺及设备
3.3.2 超塑性扩散连接的原理及工艺
3.3.3 典型材料的超塑性扩散连接
3.4 超塑成形/扩散连接(SPF/DB)
3.4.1 SPF/DB的工艺原理及特点
3.4.2 SPF/DB的工艺及设备
3.4.3 SPF/DB的应用
3.5 其他基于超塑性的连接方法及组合技术
3.5.1 超塑性摩擦焊
3.5.2 超塑性表面喷涂
3.5.3 超塑性压接加工
3.5.4 超塑性焊接:钎焊
3.5.5 超塑成形/固态连接
参考文献
第4章 摩擦焊
4.1 摩擦焊的分类及工作原理
4.1.1 摩擦焊的分类
4.1.2 摩擦焊的工作原理
4.2 连续驱动摩擦焊
4.2.1 连续驱动摩擦焊的基本原理
4.2.2 材料摩擦焊的焊接性
4.2.3 连续驱动摩擦焊工艺
4.2.4 焊接参数检测及控制
4.2.5 连续驱动摩擦焊的应用
4.3 搅拌摩擦焊
4.3.1 搅拌摩擦焊的基本原理
4.3.2 搅拌摩擦焊工艺
4.3.3 搅拌摩擦焊新技术
4.3.4 搅拌摩擦焊的应用
4.4 摩擦焊设备
4.4.1 连续驱动摩擦焊设备
4.4.2 惯性摩擦焊设备
4.4.3 搅拌摩擦焊设备
4.5 摩擦焊接头的缺陷及无损检测
4.5.1 摩擦焊接头的缺陷及其成因
4.5.2 摩擦焊接头的无损检测
参考文献
第5章 爆炸焊
5.1 爆炸焊过程及特点
5.1.1 爆炸焊过程
5.1.2 爆炸焊的特点
5.2 爆炸焊的基本原理
5.2.1 金属板在爆轰作用下的飞行运动规律
5.2.2 高速飞行下复板碰撞和射流形成机理
5.2.3 波的形成机理
5.3 爆炸焊方法
5.3.1 爆炸焊方法分类
5.3.2 材料爆炸焊的焊接性
5.3.3 爆炸焊的界面特征
5.3.4 爆炸焊焊接件的制备工艺
5.4 爆炸焊田应用
5.4.1 爆炸焊的主要用途概述
5.4.2 金属板的爆炸焊
5.4.3 金属圆管的爆炸焊
5.4.4 过渡接头的爆炸焊
5.4.5 陶瓷与钢的爆炸焊
5.4.6 野外维修
参考文献
第6章 微连接技术
6.1 微连接技术概述
6.1.1 微连接技术及分类
6.1.2 微连接技术发展概况及发展前景
6.2 基于钎焊原理的微连接技术
6.2.1 钎焊原理及工艺
6.2.2 基于钎焊原理的微连接技术
6.2.3 微连接用钎焊材料
6.2.4 常见焊接缺陷
6.3 基于压力焊原理的微连接技术
6.3.1 压力焊原理
6.3.2 基于压力焊原理的微连接技术
6.3.3 微电子器件内引线连接的常用材料
6.3.4 常见焊接缺陷
6.4 “绿色”微连接技术:胶接
6.4.1 胶接原理
6.4.2 导电胶
6.4.3 导电胶胶接工艺
6.4.4 常见缺陷
参考文献