焊接物理基礎

《焊接物理基礎》是化學工業出版社於2020年出版的書籍。

圖書介紹

ISBN：978-7-122-37013-6	語種：漢文	開本：16
出版時間：2020-09-01	裝幀：平	頁數：326

內容簡介

《焊接物理基礎》以焊接過程中的物理現象為討論對象，結合物理學基本知識來闡述焊接物理領域所涉及的基本知識與現象。 全書分焊接電臘埋危弧、熔滴過渡、焊接熔池3大部分共10章。其中第2、3、4章以較大篇幅介紹了焊接物理所涉及的基本物理知識及邏輯推導體系，包括氣體基本規律、氣體放電電離理論、電極電子發射理論；第5、6章主要從焊接電弧的基本現象與特性來詳細討論焊接電弧的物理本質。第7、8章主要討論了熔化及焊接過程中熔滴受力、熔滴過渡及特性。第9、10章主要介紹了焊接過程中的熱過程與熔池流動行為。 《焊接物理基礎》可作為高等學校焊接技術與工程專業、材料成型及控制工程專業的教學用書，也可供相關焊接專業的研究人員、工程技術人員學習遷凝妹參考。

目錄

第1章緒論/001

第1篇焊接電弧/003

第2章氣體基本理論/004

2.1理想氣態方程004

2.1.1巨觀與微觀004

2.1.2溫度的概念005

2.1.3理想氣體狀態精愉鍵茅方程006

2.1.4分子的碰撞007

2.2麥克斯韋分布008

2.2.1理想氣體的壓強008

2.2.2能量均分定理011

2.2.3氣體分子速率分布的測定012

2.2.4麥克斯韋速率分布函式013

2.2.5麥克斯韋分布數學推導014

2.3玻爾茲曼關係016

2.3.1重力場中分子數縱向分布016

2.3.2玻爾茲曼分布函式017

第3章電漿基本理論/021

3.1電漿概述021

3.1.1電漿介紹021

3.1.2電漿性質022

3.1.3電漿套用023

3.2電漿中的微觀運動023

3.2.1單個粒子的運動023

3.2.2粒子間的碰撞028

3.2.3原子激發與電離031

3.3電漿的巨觀性質033

3.3.1電漿基本方程033

3.3.2電漿的電中性034

3.3.3粒子流動與密度分布037

3.3.4能量平衡與粒子數平衡042

3.4氣體放電夜辣與電漿的形成043

3.4.1氣體絕緣擊穿043

3.4.2氣體放電起始電壓045

3.4.3氣體放電中的電漿狀態046

3.5放電現象049

3.5.1輝光放電049

3.5.2電弧放電051

3.5.3電暈放電053

3.5.4火花放電053

第4章電弧物理基礎/057

4.1氣體電離057

4.1.1電離的種類058

4.1.2多原元鴉詢子分子分解體059

4.1.3Saha公式060

4.2金屬中的電子063

4.2.1特魯德模型063

4.2.2量子化模型066

4.2.3自由電子的比熱069

4.2.4金屬的電導率和熱導率071

4.3電子發射072

4.3.1熱電子發射073

4.3.2自發射/場致發射075

4.3.3光電子發射076

4.3.4粒子碰撞發射077

4.4逸出功和接觸勢差077

4.4.1逸出功077

4.4.2接觸勢差080

第5章焊接電弧現象/082

5.1焊接電弧082

5.1.1電弧基礎082

5.1.2電弧基本結構083

5.2弧柱現象086

5.2.1弧柱中的電子流和離子流086

5.2.2弧柱的電導率和熱導率087

5.2.3弧柱熱量輸入與耗散093

5.2.4弧柱溫度及溫度分布097

5.2.5最小電壓原理099

5.2.6電弧雙極性擴散101

5.3陰極現象嘗試熱104

5.3.1電弧陰極的物理特徵104

5.3.2陰極斑點105

5.3.3陰極前電子流與正離子流的比率108

5.3.4陰極熱平衡109

5.3.5陰極前的收縮區——正離子流理論111

5.4陽極現象111

5.4.1陽極區與陽極壓降111

5.4.2陽極輸入功率113

5.4.3陽極溫度——陽極的熔化和蒸發114

5.4.4陽極斑點115

5.5電弧堡采陵愚相關物理量測量方法120

5.5.1電弧溫度分布和電子密度120

5.5.2電流密度分布126

5.5.3熔池表面溫度分布132

5.5.4電弧壓力分布133

第6章焊接電弧特性/136

6.1電弧靜特性136

6.1.1不同類型電弧的靜特性136

6.1.2影響電弧靜特性的因素143

6.2電弧動特性145

6.2.1直流電弧動特性145

6.2.2交流電弧動特性147

6.2.3電弧動特性的影響因素149

6.2.4交流電弧溫度變化150

6.2.5交流電弧穩定性151

6.3GTAW電弧穩定性156

6.3.1鎢電極特性156

6.3.2電弧磁偏吹158

6.3.3電弧其他現象160

6.4特殊電弧的特性162

6.4.1壓縮電弧特性162

6.4.2鎢極氦弧焊電弧特性166

第2篇熔滴過渡/171

第7章焊接過程熔化現象/172

7.1焊條熔化分析172

7.1.1焊條的熱源及熔化速度172

7.1.2影響焊條熔化的因素174

7.2熔化極氣保焊絲熔化分析175

7.2.1熔化極氣保焊絲的熔化熱源175

7.2.2焊絲的熔化速度和比熔化量177

7.2.3影響焊絲熔化的因素178

7.3電弧穩定性分析及自調節180

7.3.1電弧自調節180

7.3.2電弧反應速度185

7.3.3含焊機的焊接過程穩定性分析187

7.4焊接飛濺及煙塵188

7.4.1焊接飛濺188

7.4.2預防焊接飛濺的措施190

7.4.3焊接煙塵191

第8章熔滴過渡/195

8.1熔滴過渡概論195

8.1.1熔滴上的作用力195

8.1.2作用力效果分析197

8.1.3熔滴過渡的主要形式200

8.2熔滴過渡模型206

8.2.1靜態力學平衡模型206

8.2.2收縮不平衡模型207

8.2.3動態熔滴分離模型的分析210

8.3熔滴過渡控制219

8.3.1一脈一滴219

8.3.2STT（表面張力過渡技術）223

8.3.3CMT（冷金屬過渡技術）225

8.4高效焊接技術227

8.4.1雙絲MIG/MAG焊227

8.4.2雙絲（或多絲）埋弧焊230

8.4.3三絲GMAW技術231

8.4.4TIG-MIG複合焊233

8.4.5雷射-TIG複合焊235

8.4.6雷射MIG/MAG複合焊236

8.4.7多元氣體保護焊——TIME焊接238

8.5熔滴過渡的觀察與測量239

8.5.1熔滴過渡的觀察239

8.5.2熔滴過渡的測量239

第3篇焊接熔池/242

第9章焊接熱過程/243

9.1焊接熱過程概論243

9.1.1焊接熱過程的基本特點243

9.1.2焊接熱過程的熱效率243

9.2焊接熱源模型245

9.2.1點、線、面三種熱源模型245

9.2.2高斯熱源模型246

9.2.3雙橢球熱源模型248

9.2.4廣義雙橢球熱源模型249

9.2.5其他熱源模式250

9.3焊接溫度場的分布規律252

9.3.1運動熱源的溫度場252

9.3.2焊接溫度場的影響因素258

9.3.3焊接熱循環260

9.3.4焊接溫度場的測試269

9.4母材熔化特徵和焊縫形狀尺寸272

9.4.1母材熔化斷面形態272

9.4.2焊縫形狀尺寸274

9.5焊縫成形及缺陷控制275

9.5.1焊接參數與工藝的影響275

9.5.2焊縫成形缺陷及形成原因276

9.5.3焊縫缺陷控制279

第10章熔池行為/281

10.1熔池受力分析281

10.1.1熔池表面受力281

10.1.2熔池內部受力285

10.1.3量綱分析286

10.2熔池表面形貌及行為288

10.2.1熔池表面形貌288

10.2.2熔池表面振盪293

10.2.3熔池表面行為演化303

10.3熔池流動行為311

10.3.1熔池表面流動行為311

10.3.2熔池內部流動315

10.3.3熔池流動對焊接質量的影響317

10.3.4咬邊及駝峰焊道319

10.4深熔焊的熔池流動特徵322

10.4.1雷射深熔焊的熔池流動特徵322

10.4.2深熔焊工藝對熔池流動的影響323

參考文獻/324

4.3.2自發射/場致發射075

4.3.3光電子發射076

4.3.4粒子碰撞發射077

4.4逸出功和接觸勢差077

4.4.1逸出功077

4.4.2接觸勢差080

第5章焊接電弧現象/082

5.1焊接電弧082

5.1.1電弧基礎082

5.1.2電弧基本結構083

5.2弧柱現象086

5.2.1弧柱中的電子流和離子流086

5.2.2弧柱的電導率和熱導率087

5.2.3弧柱熱量輸入與耗散093

5.2.4弧柱溫度及溫度分布097

5.2.5最小電壓原理099

5.2.6電弧雙極性擴散101

5.3陰極現象104

5.3.1電弧陰極的物理特徵104

5.3.2陰極斑點105

5.3.3陰極前電子流與正離子流的比率108

5.3.4陰極熱平衡109

5.3.5陰極前的收縮區——正離子流理論111

5.4陽極現象111

5.4.1陽極區與陽極壓降111

5.4.2陽極輸入功率113

5.4.3陽極溫度——陽極的熔化和蒸發114

5.4.4陽極斑點115

5.5電弧相關物理量測量方法120

5.5.1電弧溫度分布和電子密度120

5.5.2電流密度分布126

5.5.3熔池表面溫度分布132

5.5.4電弧壓力分布133

第6章焊接電弧特性/136

6.1電弧靜特性136

6.1.1不同類型電弧的靜特性136

6.1.2影響電弧靜特性的因素143

6.2電弧動特性145

6.2.1直流電弧動特性145

6.2.2交流電弧動特性147

6.2.3電弧動特性的影響因素149

6.2.4交流電弧溫度變化150

6.2.5交流電弧穩定性151

6.3GTAW電弧穩定性156

6.3.1鎢電極特性156

6.3.2電弧磁偏吹158

6.3.3電弧其他現象160

6.4特殊電弧的特性162

6.4.1壓縮電弧特性162

6.4.2鎢極氦弧焊電弧特性166

第2篇熔滴過渡/171

第7章焊接過程熔化現象/172

7.1焊條熔化分析172

7.1.1焊條的熱源及熔化速度172

7.1.2影響焊條熔化的因素174

7.2熔化極氣保焊絲熔化分析175

7.2.1熔化極氣保焊絲的熔化熱源175

7.2.2焊絲的熔化速度和比熔化量177

7.2.3影響焊絲熔化的因素178

7.3電弧穩定性分析及自調節180

7.3.1電弧自調節180

7.3.2電弧反應速度185

7.3.3含焊機的焊接過程穩定性分析187

7.4焊接飛濺及煙塵188

7.4.1焊接飛濺188

7.4.2預防焊接飛濺的措施190

7.4.3焊接煙塵191

第8章熔滴過渡/195

8.1熔滴過渡概論195

8.1.1熔滴上的作用力195

8.1.2作用力效果分析197

8.1.3熔滴過渡的主要形式200

8.2熔滴過渡模型206

8.2.1靜態力學平衡模型206

8.2.2收縮不平衡模型207

8.2.3動態熔滴分離模型的分析210

8.3熔滴過渡控制219

8.3.1一脈一滴219

8.3.2STT（表面張力過渡技術）223

8.3.3CMT（冷金屬過渡技術）225

8.4高效焊接技術227

8.4.1雙絲MIG/MAG焊227

8.4.2雙絲（或多絲）埋弧焊230

8.4.3三絲GMAW技術231

8.4.4TIG-MIG複合焊233

8.4.5雷射-TIG複合焊235

8.4.6雷射MIG/MAG複合焊236

8.4.7多元氣體保護焊——TIME焊接238

8.5熔滴過渡的觀察與測量239

8.5.1熔滴過渡的觀察239

8.5.2熔滴過渡的測量239

第3篇焊接熔池/242

第9章焊接熱過程/243

9.1焊接熱過程概論243

9.1.1焊接熱過程的基本特點243

9.1.2焊接熱過程的熱效率243

9.2焊接熱源模型245

9.2.1點、線、面三種熱源模型245

9.2.2高斯熱源模型246

9.2.3雙橢球熱源模型248

9.2.4廣義雙橢球熱源模型249

9.2.5其他熱源模式250

9.3焊接溫度場的分布規律252

9.3.1運動熱源的溫度場252

9.3.2焊接溫度場的影響因素258

9.3.3焊接熱循環260

9.3.4焊接溫度場的測試269

9.4母材熔化特徵和焊縫形狀尺寸272

9.4.1母材熔化斷面形態272

9.4.2焊縫形狀尺寸274

9.5焊縫成形及缺陷控制275

9.5.1焊接參數與工藝的影響275

9.5.2焊縫成形缺陷及形成原因276

9.5.3焊縫缺陷控制279

第10章熔池行為/281

10.1熔池受力分析281

10.1.1熔池表面受力281

10.1.2熔池內部受力285

10.1.3量綱分析286

10.2熔池表面形貌及行為288

10.2.1熔池表面形貌288

10.2.2熔池表面振盪293

10.2.3熔池表面行為演化303

10.3熔池流動行為311

10.3.1熔池表面流動行為311

10.3.2熔池內部流動315

10.3.3熔池流動對焊接質量的影響317

10.3.4咬邊及駝峰焊道319

10.4深熔焊的熔池流動特徵322

10.4.1雷射深熔焊的熔池流動特徵322

10.4.2深熔焊工藝對熔池流動的影響323

參考文獻/324