《材料连接设备及工艺》为普通高等教育“十一五”**级规划教材,以在连接技术居于举足轻重地位的焊接技术为**,较为系统地介绍了焊接工艺理论及其应用,以及微电子连接应用技术。《材料连接设备及工艺》分为四部分:**部分是熔焊设备、工艺理论及应用,包括电弧焊理论及焊条电弧焊、埋弧焊、钨极氩弧焊、熔化极氩弧焊、CO2气体保护电弧焊、‘等离子弧焊接与喷涂等工艺理论及应用,还有电渣焊、高能束流焊接的激光焊、电子束焊的工艺理论及应用;第二部分是压焊设备、工艺理论及应用,包括电阻焊、摩擦焊、扩散焊、变形焊、超声波焊、爆炸焊等工艺理论及应用;第三部分是钎焊设备、工艺理论及应用,包括钎焊理论基础、各种钎焊工艺及设备、不同材料的钎焊等内容;第四部分简要介绍了微电子连接技术及其应用特点,包括器件内连接应用的焊接、粘接、组焊等技术和器件之间连接的波峰焊、再流焊等技术。
《材料连接设备及工艺》可作为高等院校材料成形及控制工程专业(焊接方向)主干课程的教材,也可供从事材料连接和焊接技术的工程技术人员参考。

本书是根据教高[2006]9号《教育部关于印发普通高等教育“十一五”**级教材规划选题的通知���精神,通过申报评审入选“十一五”**级教材规划的。它是为满足高等院校材料成形及控制工程专业(焊接方向),以及其他与焊接有关专业的教学需要而编写的。
材料连接技术是现代工业技术的重要组成部分,一般包括焊接技术、机械连接技术和粘接技术,其中的焊接技术应用广泛,居于具有不可替代的地位。材料连接技术的应用遍及机械制造、石油化工、船舶、桥梁、压力容器、建筑、动力工程、交通车辆、电子、通信、航空航天等各个工业部门,已成为现代制造业中不可缺少的成形加工技术之一。本书中包含的熔焊设备及工艺方面的内容是原来的焊接专业和现在的材料成形及控制工程专业(焊接方向)在教学中的专业主干课内容,压焊和钎焊方面的内容也是上述专业教学的重要内容,微电子连接技术则综合运用了多种焊接和粘接技术。这些方面的教学在构筑学生专业理论基础和培养学生工程实践能力方面起着重要作用。
随着我国科技和经济的发展,对高等院校教学和毕业生提出了更高的要求,不仅要求学生基础理论扎实,而且要拓宽专业知识面。编写本书的目的就是希望较为系统地介绍以焊接技术为主的材料连接技术,使学生能够对材料连接的应用技术有较为全面的了解和学习。
本书系统地讲述了有关焊接的一些基础理论和焊接方法。其中,有关熔焊的有电弧基础理论、电弧焊焊缝成形基础知识、焊条电弧焊埋弧焊、钨极氩弧焊、熔化极氩弧焊、CO2气体保护电弧焊、等离子弧焊、电渣焊、高能束流焊接的真空电子束焊、激光焊等;有关压焊的有电阻焊、摩擦焊、扩散焊、变形焊、超声波焊、爆炸焊等工艺理论及应用;有关钎焊的有钎焊理论基础、各种钎焊工艺及设备、不同材料的钎焊等内容。此外,本书还简要介绍了连接技术在微电子技术中的应用,包括器件内连接应用的连接技术和器件之间的连接技术。对于主要的焊接方法,本书都讲述了其工作原理和特点、焊接设备、焊接工艺以及所派生出的其他方法。本书在内容的编排上注意理论联系实际,突出**,采用*新的技术标准,并注意反映国内外新的研究成果和发展趋势。
本书由天津大学杨立军主编,天津大学胡绳荪教授和天津理工大学韦福水教授主审。编写人员分工为:绪论、第l章部分内容(1.1、1.2和1.5节)、第3章、第5章、第6章由天津大学杨立军编写,并负责全书统稿;第1章部分内容(1.3和1.4节)、第2章由天津大学李桓编写;第4章、第7章由天津大学韩国明编写;第8章由河北工业大学陈翠欣编写;第9章由中北大学李志勇编写;第10章由天津科技大学潘存海编写;第11章由河北工业大学薛海涛编写;第12章、第13章、第14章由北京航空航天大学曲文卿编写。
本书在编写的过程中,得到了许多同志的帮助和支持,韦福水教授和胡绳荪教授在审稿过程中提出了许多改进的建议,在此表示衷心的感谢,并向本书中所引用文献的作者深表谢意。
由于作者水平有限,书中难免有疏漏和欠妥之处,敬请专家和广大读者批评指正。

前言
绪论
0.1 材料连接技术概况
0.2 焊接方法的发展
0.3 焊接的实质与分类
0.4 本课程的性质和教学内容

第1章 电弧焊基础
1.1 电弧的物理基础
1.1.1 电弧的物理本质
1.1.2 电弧的引燃
1.1.3 焊接电弧的结构和导电机构
1.2 焊接电弧的工艺特性
1.2.1 电弧的电特性
1.2.2 电弧的热特性
1.2.3 电弧的力学特性
1.2.4 电弧挺度及磁偏吹
1.2.5 交流电弧的特点
1.3 焊丝的熔化及熔滴过渡
1.3.1 焊丝的熔化热源
1.3.2 影响焊丝熔化速度的因素
1.3.3 熔滴上的作用力
1.3.4 熔滴过渡主要形式
1.3.5 熔滴过渡的损失及飞溅
1.4 母材熔化和焊缝成形
1.4.1 焊缝的形成
1.4.2 焊接参数和工艺因素对焊缝成形的影响
1.4.3 焊缝成形缺陷及产生原因
1.5 弧焊电源
1.5.1 对弧焊电源特性的要求
1.5.2 弧焊电源的类型
1.5.3 弧焊电源的选用

第2章 焊条电弧焊
2.1 概述
2.1.1 焊条电弧焊的基本原理
2.1.2 焊条电弧焊的特点及应用
2.2 焊条电弧焊设备
2.3 焊条
2.3.1 焊条的组成及分类
2.3.2 焊条的选用
2.4 焊条电弧焊工艺
2.4.1 焊前准备
2.4.2 焊接参数的选择

第3章 埋弧焊
3.1 埋弧焊的特点和应用
3.1.1 埋弧焊的焊接过程
3.1.2 埋弧焊的特点
3.1.3 埋弧焊的分类及应用
3.2 埋弧焊的冶金特点
3.2.1 冶金过程的一般特点
3.2.2 埋弧焊焊丝与焊剂的配合
3.2.3 低碳钢埋弧焊的主要冶金反应
3.3 电弧焊的自动调节系统
3.3.1 自动调节的概念
3.3.2 电弧自身调节系统——等速送丝埋弧焊调节系统
3.3.3 变速送丝埋弧焊调节系统——电弧电压反馈调节系统
3.4 埋弧焊设备
3.4.1 埋弧焊机的类型
3.4.2 埋弧焊机的组成
3.4.3 埋弧焊机的工作原理
3.5 埋弧焊工艺
3.5.1 焊前准备
3.5.2 埋弧焊对接工艺
3.5.3 T形接头和搭接接头埋弧焊工艺
3.6 高生产率的埋弧焊工艺

第4章 钨极氩弧焊
4.1 概述
4.1.1 钨极氩弧焊的特点
4.1.2 钨极氩弧焊的应用
4.2 钨极氩弧焊焊机
4.2.1 焊机的组成及引弧装置
4.2.2 焊枪
4.2.3 供气系统和水冷系统
4.2.4.焊接程序控制装置
4.2.5 WS系列交、直流钨极氩弧焊机
4.3 钨极氩弧焊的焊接材料
4.3.1 氩气
4.3.2 电极材料及形状尺寸
4.3.3 焊丝
4.4 钨极氩弧焊的种类
4.4.1 直流钨极氩弧焊
4.4.2 交流钨极氩弧焊
4.4.3 脉冲钨极氩弧焊
4.5 钨极氩弧焊工艺
4.5.1 接头形式及坡口
4.5.2 焊件和填充焊丝的焊前清理
4.5.3 焊接参数
4.6 钨极氩弧焊其他方法
4.6.1 高频脉冲钨极氩弧焊
4.6.2 多电极钨极氩弧焊
4.6.3 A-TIG焊
4.6.4 热丝钨极氩弧焊

第5章 熔化极氩弧焊
5.1 熔化极氩弧焊的特点和应用
5.1.1 熔化极氩弧焊的基本原理
5.1.2 熔化极氩弧焊的特点
5.1.3 熔化极氩弧焊的应用
5.2 熔化极氩弧焊的熔滴过渡
5.2.1 焊接时的极性选择
5.2.2 熔化极氩弧焊的主要熔滴过渡形式
5.2.3 熔化极氩弧焊的熔滴过渡控制
5.3 熔化极氩弧焊设备
5.3.1 送丝系统
5.3.2 焊枪
5.3.3 供气系统和水冷系统
5.3.4 焊接电源
5.3.5 控制系统
5.4 熔化极氩弧焊的焊接材料
5.4.1 保护气体
5.4.2 焊丝
5.5 熔化极氩弧焊工艺
5.5.1 焊前准备
5.5.2 焊接参数的选择
5.6 特种熔化极氩弧焊工艺
5.6.1 熔化极脉冲氩弧焊(脉冲MIG/MAG焊)
5.6.2 双丝熔化极氩弧焊
5.6.3 窄间隙熔化极氩弧焊
5.6.4 气电立焊
5.6.5 T.I.M.E焊
5.6.6 CMT工艺

第6章 CO2气体保护电弧焊
6.1 CO2气体保护电弧焊的原理、特点及应用
6.1.1 CO2气体保护电弧焊的原理
6.1.2 CO2气体保护电弧焊的特点
6.1.3 CO2气体保护电弧焊的应用
6.2 CO2气体保护电弧焊熔滴过渡的特点
6.3 CO2气体保护电弧焊的冶金特点
6.3.1 合金元素氧化问题
6.3.2 脱氧和合金化问题
6.3.3 气孔问题
6.4 CO2气体保护电弧焊设备
6.4.1 CO2气体保护电弧焊设备的组成
6.4.2 焊接电源
6.4.3 控制系统
6.4.4 送丝系统
6.4.5 焊枪与软管
6.4.6 供气系统
6.4.7 NBC7——250(IGBT)型逆变式CO2焊机
6.5 CO2气体保护电弧焊的焊接材料
6.5.1 保护气体
6.5.2 焊丝
6.6 飞溅问题与控制
6.7 CO2气体保护电弧焊工艺
6.7.1 焊前准备
6.7.2 焊接参数的选择
6.8 CO:气体保护电弧焊其他方法
6.8.1 药芯焊丝CO2气体保护电弧焊
6.8.2 波形控制C02气体保护电弧焊和STT控制法

第7章 等离子弧焊接与喷涂
7.1 等离子弧的特性
7.1.1 等离子弧的形成
7.1.2 等离子弧的能量特性
7.1.3 等离子弧的类型及应用
7.1.4 等离子弧的静特性及对电源外特性的要求
7.1.5 双弧现象及防止措施
7.2 等离子弧焊接
7.2.1 工艺特点及应用
7.2.2 焊枪
7.2.3 焊接方法及焊接参数的选择
7.3 等离子弧焊接其他方法
7.3.1 粉末等离子弧堆焊
7.3.2 等离子弧——MIG焊
7.3.3 磁控等离子弧堆焊
7.4 粉末等离子弧喷涂

第8章 电渣焊
8.1 电渣焊概述
8.1.1 电渣焊的基本原理
8.1.2 电渣焊的特点
8.1.3 电渣焊的分类及应用
8.2 电渣焊的热源及冶金特点
8.2.1 电渣焊的热源及结晶特点
8.2.2 电渣焊的冶金特点
8.3 电渣焊的焊接材料
8.3.1 焊剂
8.3.2 电渣焊用电极材料
8.4 丝极电渣焊设备与工艺
8.4.1 丝极电渣焊设备
8.4.2 丝极电渣焊焊接参数
8.5 丝极电渣焊操作工艺过程
8.5.1 焊前准备
8.5.2 焊接过程
8.6 电渣焊其他方法
8.6.1 板极电渣焊
8.6.2 熔嘴电渣焊
8.6.3 管极电渣焊

第9章 高能束焊接
9.1 高能束焊接的特点
9.1.1 热源
9.1.2 高能束焊接的焊缝成形特点
9.2 电子束焊
9.2.1 电子束焊原理及分类
9.2.2 真空电子束焊设备
9.2.3 电子束焊的特点及应用
9.2.4 电子束焊的焊接参数
9.2.5 电子束在其他加工中的应用
9.3 激光焊
9.3.1 激光的产生及特性
9.3.2 激光焊的分类
9.3.3 激光焊的特点及应用
9.3.4 激光焊工艺
9.3.5 激光焊设备的选择与应用
9.3.6 激光焊的新技术
9.3.7 其他激光加工工艺

第10章 电阻焊
10.1 概述
10.2 点焊连接
10.2.1 点焊连接原理
10.2.2 点焊连接工艺
10.2.3 常用金属材料的点焊连接
10.2.4 点焊连接技术新进展
10.3 焊连接
10.3.1 焊连接原理及工艺
10.3.2 常用金属材料的凸焊连接
10.4 缝焊连接
10.4.1 缝焊连接原理及工艺
10.4.2 常用金属材料缝焊连接
10.5 对焊连接
10.5.1 电阻对焊连接原理及工艺
10.5.2 闪光对焊连接原理及工艺
10.5.3 材料对焊
10.6 高频焊连接
10.6.1 高频焊原理
10.6.2 高频焊典型应用
10.7 电阻焊连接设备
10.7.1 电阻焊设备组成
10.7.2 电阻焊设备主要技术参数
10.7.3 电极材料与结构
10.8 电阻焊连接质量检验与监控
10.8.1 电阻焊连接质量检验标准与检验方法
10.8.2 电阻焊连接过程质量监测与控制

第11章 固相焊连接
11.1 摩擦焊
11.1.1 概述
11.1.2 连续驱动摩擦焊
11.1.3 搅拌摩擦焊
11.1.4 其他摩擦焊方法
11.2 扩散焊
11.2.1 概述
11.2.2 扩散焊工艺
11.2.3 特殊的扩散焊工艺
11.2.4 典型材料扩散焊技术
11.2.5 扩散焊设备
11.3 固相焊连接其他工艺方法
11.3.1 变形焊连接
11.3.2 超声波焊连接

第12章 钎焊工艺基础
12.1 钎焊的润湿、填缝过程
12.1.1 钎料的润湿
12.1.2 钎料的填缝过程
12.2 钎焊的去膜过程
12.2.1 钎剂去膜
12.2.2 气体介质去膜
12.2.3 机械及物理去膜
12.3 钎料与母材的相互作用
12.3.1 母材向钎料的溶解
12.3.2 钎料组分向母材的扩散
12.4 钎焊材料
12.4.1 钎焊材料概况
12.4.2 软钎料与钎剂
12.4.3 硬钎料与钎剂
12.4.4 贵金属钎料

第13章 钎焊工艺方法与应用
13.1 钎焊方法与设备
13.1.1 钎焊方法的分类
13.1.2 常用钎焊方法与设备
13.1.3 特种钎焊方法与设备
13.2 钎焊生产过程
13.2.1 钎焊结构设计
13.2.2 钎焊前的表面制备
13.2.3 钎焊焊件的装配和固定
13.2.4 钎焊工艺过程
13.2.5 钎焊后处理工序
13.3 常用材料的钎焊
13.3.1 钢及不锈钢的钎焊
13.3.2 铝及其合金的钎焊
13.3.3 铜及其合金的钎焊
13.3.4 铝和铜的钎焊

第14章 微电子连接技术概述
14.1 集成电路的封装
14.2 微电子器件的连接技术应用
14.2.1 传统连接工艺应用
14.2.2 梁式引线和面键合技术
14.2.3 自动载带组焊技术
14.3 邑路板组装微连接技术
14.3.1 波峰焊
14.3.2 再流焊
14.4 微电子连接无铅钎焊技术
14.4.1 传统锡铅钎料的问题
14.4.2 无铅钎料研究存在的问题
14.4.3 常用的无铅钎料合金系
参考文献
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