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绪论 焊接方法概述1

0.1 焊接方法分类1

0.2 焊接方法简介4

0.3 焊接方法的选择7

0.4 焊接技术的新发展10

第1篇 弧焊基础14

第1章 焊接电弧及其对弧焊电源的要求14

1.1 焊接电弧的物理本质、引燃及分类14

1.1.1 焊接电弧的物理本质14

1.1.2 焊接电弧的引燃14

1.1.3 焊接电弧的分类及其应用14

1.2 直流焊接电弧的结构和电特性15

1.2.1 焊接电弧的结构及其压降分布15

1.2.2 焊接电弧的电特性15

1.2.3 焊接电弧力16

1.3 交流焊接电弧的特点及其电特性18

1.4 其他类型焊接电弧20

1.4.1 脉冲焊接电弧20

1.4.2 自由焊接电弧21

1.4.3 压缩焊接电弧21

1.5 弧焊工艺对弧焊电源外特性的要求22

1.5.1 “电源-电弧”系统的稳定性22

1.5.2 对外特性曲线形状的要求23

1.6 弧焊工艺对弧焊电源调节性能的要求25

1.6.1 弧焊电源的调节性能25

1.6.2 弧焊电源的可调焊接参数26

1.6.3 弧焊电源的负载持续率和额定参数27

1.7 弧焊工艺对弧焊电源动特性的要求27

1.7.1 电弧焊熔滴过渡与弧焊电源动特性的概念27

1.7.2 焊条电弧焊熔滴过渡及其对弧焊电源特性的要求28

1.7.3 细丝CO2焊熔滴过渡及其对弧焊电源特性的要求29

参考文献30

第2章 弧焊电源31

2.1 弧焊电源概述31

2.1.1 弧焊电源的概念、分类及其特点31

2.1.2 弧焊电源的基本原理和特点31

2.1.3 弧焊电源的新发展32

2.2 弧焊变压器的原理及其特点32

2.2.1 弧焊变压器的基本原理及分类32

2.2.2 串联电抗器式弧焊变压器33

2.2.3 增强漏磁式弧焊变压器35

2.3 弧焊发电机及硅弧焊整流器37

2.3.1 内燃驱动式弧焊发电机的基本原理及其分类37

2.3.2 硅弧焊整流器39

2.3.3 交直流两用及脉冲式弧焊整流器41

2.4 晶闸管式弧焊整流器及其特点41

2.4.1 晶闸管式弧焊整流器的基本原理及特点42

2.4.2 主电路的基本形式及其工作原理42

2.4.3 移相触发电路的基本形式及其工作原理44

2.4.4 外特性及调节性能原理45

2.4.5 晶闸管式脉冲和矩形波交流弧焊电源48

2.5 弧焊逆变器49

2.5.1 弧焊逆变器概论49

2.5.2 晶闸管式弧焊逆变器53

2.5.3 晶体管和场效应晶体管式弧焊逆变器54

2.5.4 IGBT式弧焊逆变器56

2.5.5 软开关型弧焊逆变器60

2.6 弧焊电源的数字化控制62

2.6.1 数字化控制的概述62

2.6.2 数字化控制的关键技术63

2.6.3 弧焊电源的单片控制65

2.6.4 弧焊电源的DSP控制66

2.6.5 弧焊电源的ARM嵌入式控制66

2.6.6 弧焊电源的数字化智能控制67

2.7 弧焊电源的选择和使用69

2.7.1 弧焊电源的选择69

2.7.2 弧焊电源的安装和使用70

2.7.3 弧焊电源的节电与安全70

参考文献71

第3章 焊条电弧焊方法72

3.1 焊条电弧焊的原理及熔滴过渡72

3.1.1 焊条电弧焊的原理及特点72

3.1.2 焊条电弧焊的熔滴过渡及其影响因素72

3.2 焊条电弧焊设备及焊条74

3.2.1 焊条电弧焊电源设备选配74

3.2.2 焊条的分类、特点及选用74

3.3 焊条电弧焊工艺特点及其对焊接参数的要求75

3.3.1 焊接工艺特点及要求75

3.3.2 接头和坡口要求及设计75

3.3.3 焊接参数的基本要求及其多参数匹配77

3.4 焊条电弧焊缺陷及安全与防护78

3.4.1 弧焊缺陷的产生及防止78

3.4.2 焊条电弧焊的安全及防护技术79

3.5 焊条电弧焊的特殊方法80

3.5.1 重力焊和躺焊的特点及操作80

3.5.2 高效焊条电弧焊方法80

参考文献81

第4章 埋弧焊82

4.1 埋弧焊工作原理及其特点与应用82

4.1.1 埋弧焊工作原理82

4.1.2 埋弧焊的冶金与工艺特点及其应用82

4.2 埋弧焊设备工作原理、分类及特点84

4.2.1 埋弧焊设备的分类与组成84

4.2.2 弧焊电源的电特性及其选用85

4.2.3 电弧调节系统及其工作原理86

4.2.4 机械与控制驱动系统及其工作原理91

4.3 埋弧焊材料及其选配92

4.3.1 焊丝92

4.3.2 焊剂93

4.3.3 焊丝和焊剂的选配96

4.4 埋弧焊工艺97

4.4.1 对接接头埋弧焊工艺97

4.4.2 T形接头和搭接接头埋弧焊工艺99

4.4.3 焊接参数对焊缝质量的影响100

4.5 埋弧焊的其他工艺形式106

4.5.1 埋弧堆焊106

4.5.2 窄间隙埋弧焊108

4.6 埋弧焊的主要焊接缺陷分析109

4.6.1 气孔109

4.6.2 裂纹110

4.6.3 埋弧焊焊接缺陷的产生原因及防止措施114

4.7 高速埋弧焊新工艺的特点及其设备115

4.7.1 单丝高速埋弧焊的工艺特点及其设备115

4.7.2 双丝高速埋弧焊的工艺特点及其设备118

4.7.3 三丝高速埋弧焊的工艺特点及其设备120

4.7.4 四丝高速埋弧焊在管线钢焊接中的应用121

参考文献123

第5章 熔化极气体保护电弧焊124

5.1 熔化极气体保护电弧焊的原理、特点及应用124

5.1.1 熔化极气体保护电弧焊的分类124

5.1.2 熔化极气体保护电弧焊的基本原理124

5.1.3 熔化极气体保护电弧焊的熔滴过渡及冶金特性125

5.1.4 熔化极气体保护电弧焊的特点及应用133

5.2 熔化极气体保护电弧焊的设备组成及其原理134

5.2.1 熔化极气体保护电弧焊设备的分类与组成134

5.2.2 弧焊电源的选配原则134

5.2.3 其他辅助设备、配套件的选配135

5.2.4 熔化极气体保护电弧焊的控制系统139

5.2.5 熔化极气体保护电弧焊设备的选用原则140

5.2.6 熔化极气体保护电弧焊焊机简介140

5.3 熔化极气体保护电弧焊用气体及焊丝的选配141

5.3.1 保护气体的作用与特性141

5.3.2 保护气体的标准及其选用144

5.3.3 工厂供气及流量控制方法145

5.3.4 焊丝分类及其性能对焊接工艺性能的影响147

5.3.5 焊丝的标准及其选用148

5.4 熔化极气体保护电弧焊工艺的特点及应用149

5.4.1 焊前准备149

5.4.2 焊接参数及其设定150

5.4.3 常用材料的焊接153

5.4.4 焊接缺陷的控制156

5.5 特殊熔化极气体保护电弧焊技术157

5.5.1 熔化极气体保护焊电弧控制技术157

5.5.2 熔化极脉冲氩弧焊的电弧控制159

5.5.3 熔化极气体保护气电立焊160

5.5.4 窄间隙熔化极气体保护电弧焊162

5.6 药芯焊丝CO2气体保护焊的原理、特点及应用163

5.6.1 药芯焊丝的结构与分类163

5.6.2 药芯焊丝CO2焊的原理与特点164

5.6.3 药芯焊丝CO2焊设备164

5.6.4 药芯焊丝的标准及其选用164

5.6.5 药芯焊丝CO2焊工艺165

5.7 高效高速气体保护电弧焊技术165

5.7.1 高效气体保护电弧焊技术165

5.7.2 高速气体保护电弧焊技术167

参考文献170

第6章 钨极惰性气体保护焊173

6.1 TIG焊原理及特点173

6.1.1 TIG焊的工作原理173

6.1.2 TIG焊的特点173

6.1.3 TIG焊的应用174

6.2 TIG焊设备配置174

6.2.1 TIG焊设备组成174

6.2.2 TIG焊弧焊电源选配原则175

6.2.3 其他辅助设备、配套件的选配180

6.2.4 焊接程序控制装置185

6.2.5 典型的TIG焊机简介185

6.3 TIG焊用焊接材料及工艺187

6.3.1 钨极及其选用187

6.3.2 保护气体及其选用189

6.3.3 焊丝及其选用191

6.3.4 TIG焊安全技术191

6.4 TIG焊其他方法和新技术192

6.4.1 热丝TIG焊192

6.4.2 TIG点焊193

6.4.3 管-管和管-管板TIG焊194

6.5 TIG高速焊技术196

6.5.1 活性剂TIG焊技术196

6.5.2 多元保护气（加氦等）TIG高速焊技术198

6.5.3 双电极TIG焊198

6.5.4 TIG-激光复合能源高速焊技术198

参考文献200

第7章 等离子弧焊接、喷涂与切割基础201

7.1 等离子弧的形成、特点及分类201

7.1.1 等离子弧的形成201

7.1.2 等离子弧的特点202

7.1.3 等离子弧的分类202

7.1.4 对等离子弧供电特性的要求203

7.2 等离子弧焊的原理、工艺及设备204

7.2.1 等离子弧焊的原理204

7.2.2 等离子弧焊的工艺205

7.2.3 等离子弧焊设备207

7.3 等离子弧喷涂的原理、工艺及设备210

7.3.1 等离子弧喷涂的原理210

7.3.2 等离子弧喷涂的工艺211

7.3.3 等离子弧喷涂的设备213

7.4 等离子弧切割的原理、工艺及设备214

7.4.1 等离子弧切割的原理及特点215

7.4.2 等离子弧切割的方法及工艺215

7.4.3 等离子弧切割设备218

7.5 等离子弧焊新技术218

7.5.1 微束等离子弧焊技术218

7.5.2 穿孔等离子弧焊技术219

7.5.3 脉冲等离子弧焊技术219

7.5.4 变极性等离子弧焊技术219

7.5.5 激光-等离子弧复合焊技术220

参考文献220

第8章 其他电弧焊与切割基础222

8.1 水下焊接222

8.1.1 湿法水下焊接223

8.1.2 高压干法水下焊接226

8.1.3 局部干法水下焊接229

8.1.4 水下焊接标准与质量检验231

8.1.5 水下焊接安全技术232

8.1.6 水下焊接应用实例233

8.2 水下切割234

8.2.1 水下电弧-氧气切割234

8.2.2 水下等离子弧切割235

8.2.3 其他水下切割技术235

8.2.4 水下切割安全技术236

8.3 螺柱焊技术236

8.3.1 螺柱焊工艺过程与设备237

8.3.2 典型材料的螺柱焊焊接性能242

8.3.3 螺柱焊焊接方法的选择242

8.3.4 螺柱焊焊接质量检验及焊接专用螺柱243

8.4 碳弧气刨设备及工艺特点244

8.4.1 碳弧气刨的原理、特点及应用245

8.4.2 碳弧气刨的设备及材料245

8.4.3 碳弧气刨工艺及其参数匹配247

8.4.4 自动碳弧气刨特点及其设备248

8.4.5 碳弧水气刨249

参考文献250

第2篇 压焊基础254

第1章 压焊基础概述254

1.1 压焊的物理本质254

1.2 压焊的分类及发展254

参考文献257

第2章 电阻焊258

2.1 点焊259

2.1.1 点焊的基本原理259

2.1.2 点焊的一般工艺262

2.1.3 常用材料及新材料的点焊268

2.2 凸焊273

2.2.1 凸焊的一般工艺274

2.2.2 常用金属材料的凸焊276

2.3 缝焊279

2.3.1 缝焊的一般工艺279

2.3.2 常用金属材料的缝焊284

2.4 对焊286

2.4.1 闪光对焊286

2.4.2 电阻对焊295

2.5 电阻焊设备297

2.5.1 电阻焊设备分类和组成297

2.5.2 电阻焊设备的主要技术参数306

2.5.3 电阻焊设备的电极311

2.5.4 点焊机器人315

2.6 电阻焊技术的新发展318

2.6.1 电阻焊接头形成理论研究进展319

2.6.2 电阻焊新工艺323

2.6.3 电阻焊新设备329

2.6.4 新型点焊机器人332

2.6.5 车身焊装生产线的工艺仿真与规划技术333

2.6.6 电阻焊质量控制技术333

参考文献339

第3章 扩散连接341

3.1 扩散连接机理341

3.1.1 固相扩散连接的基本原理341

3.1.2 液相扩散连接的基本原理345

3.1.3 超塑性成形扩散连接的基本原理347

3.2 扩散连接的一般工艺348

3.2.1 扩散连接的工艺特点348

3.2.2 扩散连接参数的选择349

3.3 常用材料的扩散连接355

3.3.1 钛合金及钛铝金属间化合物的扩散连接355

3.3.2 镍基高温合金的扩散连接359

3.3.3 异种金属材料的扩散连接361

3.3.4 陶瓷材料的扩散连接365

3.3.5 复合材料的扩散连接371

3.4 扩散连接设备374

3.4.1 扩散连接设备的分类374

3.4.2 扩散连接设备的组成374

3.4.3 典型扩散连接设备及其工作原理375

参考文献377

第4章 摩擦焊378

4.1 连续驱动摩擦焊379

4.1.1 连续驱动摩擦焊的基本原理379

4.1.2 连续驱动摩擦焊的焊接工艺382

4.1.3 焊接参数的检测及控制386

4.1.4 典型材料的摩擦焊387

4.2 搅拌摩擦焊392

4.2.1 搅拌摩擦焊的焊接过程393

4.2.2 搅拌摩擦焊工艺396

4.2.3 典型材料的搅拌摩擦焊400

4.2.4 搅拌摩擦焊新技术403

4.3 其他摩擦焊407

4.3.1 惯性摩擦焊407

4.3.2 线性摩擦焊408

4.3.3 相位摩擦焊409

4.3.4 径向摩擦焊409

4.3.5 摩擦堆焊410

4.4 摩擦焊焊接设备及其质量控制411

4.4.1 传统摩擦焊焊接设备411

4.4.2 搅拌摩擦焊焊接设备413

参考文献415

第5章 其他压焊方法417

5.1 高频焊417

5.1.1 高频焊的基本原理417

5.1.2 高频焊的一般工艺418

5.1.3 高频焊设备的选择422

5.1.4 高频焊应用实例425

5.2 超声波焊429

5.2.1 超声波焊基本原理429

5.2.2 超声波焊的焊接工艺430

5.2.3 超声波焊的焊接接头设计434

5.2.4 超声波焊的焊接参数选择435

5.2.5 常用材料的超声波焊438

5.2.6 超声波焊焊接设备443

5.3 爆炸焊446

5.3.1 爆炸焊的基本原理446

5.3.2 爆炸焊工艺448

5.3.3 常用材料及典型工件的爆炸焊451

5.3.4 爆炸焊技术发展455

5.3.5 爆炸焊的安全与防护455

5.4 变形焊456

5.4.1 变形焊概述456

5.4.2 变形焊工艺458

5.4.3 典型材料及构件的焊接463

5.4.4 变形焊设备464

参考文献466

第3篇 钎焊基础468

第1章 钎焊技术基础468

1.1 钎焊的基本原理468

1.2 钎料的润湿与铺展469

1.2.1 固体金属的表面结构469

1.2.2 液态钎料对固体母材的润湿469

1.3 钎料的毛细流动471

1.3.1 拉普拉斯方程的推导471

1.3.2 液态钎料的毛细填缝过程472

1.4 钎料润湿性的影响因素474

1.4.1 钎料和母材的成分475

1.4.2 温度的影响476

1.4.3 金属表面氧化物的影响477

1.4.4 钎剂的影响478

1.4.5 母材表面粗糙度的影响478

1.4.6 表面活性物质的影响480

1.5 液态钎料与母材的相互作用481

1.5.1 母材向液态钎料的溶解481

1.5.2 钎料组元向母材的扩散484

1.5.3 钎焊接头组织的不均匀性487

参考文献491

第2章 钎焊方法493

2.1 火焰钎焊493

2.1.1 火焰钎焊的基本原理493

2.1.2 火焰钎焊设备及工艺方法493

2.1.3 火焰钎焊的应用实例495

2.1.4 火焰钎焊的操作与防护496

2.2 炉中钎焊496

2.2.1 空气炉中钎焊497

2.2.2 保护气氛炉中钎焊497

2.2.3 真空炉中钎焊497

2.2.4 炉中钎焊的操作与防护498

2.3 电阻钎焊499

2.3.1 电阻钎焊的基本原理499

2.3.2 电阻钎焊的工艺及特点500

2.3.3 电阻钎焊应用实例500

2.4 感应钎焊501

2.4.1 感应钎焊的基本原理501

2.4.2 感应加热线圈的设计503

2.4.3 感应钎焊的应用实例503

2.4.4 感应钎焊的操作与防护504

2.5 浸渍钎焊505

2.5.1 盐浴浸渍钎焊505

2.5.2 金属浴浸渍钎焊506

2.5.3 浸渍钎焊应用实例507

2.6 其他钎焊方法507

2.6.1 电子束钎焊507

2.6.2 扩散钎焊508

2.6.3 超声波钎焊508

2.6.4 钎焊新技术508

参考文献511

第3章 钎焊材料简介512

3.1 钎料和钎剂概述512

3.1.1 钎料的分类和性能513

3.1.2 钎剂的分类和性能514

3.2 软钎料516

3.2.1 锡基和铅基钎料516

3.2.2 镉基、锌基和金基钎料520

3.2.3 低熔点钎料522

3.3 硬钎料522

3.3.1 铝基钎料522

3.3.2 银钎料523

3.3.3 铜基钎料527

3.3.4 锰基钎料528

3.3.5 镍基钎料529

3.4 钎剂530

3.4.1 软钎剂531

3.4.2 硬钎剂532

3.4.3 铝合金用钎剂533

3.4.4 气体钎剂535

第4章 无铅钎焊技术537

4.1 采用无铅钎焊技术的必要性537

4.1.1 无铅钎焊技术的提出537

4.1.2 铅的危害及污染途径537

4.1.3 无铅钎焊技术面临的挑战538

4.2 无铅钎料简介539

4.2.1 Sn-Pb系钎料539

4.2.2 Sn-Ag、 Sn-Ag-Cu无铅钎料合金540

4.2.3 Sn-Cu、 Sn-Cu-Ni无铅钎料合金546

4.2.4 Sn-Zn、 Sn-Zn-Bi无铅钎料合金551

4.3 无铅钎焊用钎剂简介554

4.3.1 钎剂的组成及分类555

4.3.2 电子用钎剂的作用机理555

4.4 无铅钎焊方法及设备556

4.4.1 无铅波峰焊557

4.4.2 无铅回流焊559

参考文献562

第4篇 高能束及其他焊接方法基础566

第1章 激光焊接与切割566

1.1 激光的产生原理566

1.1.1 原子能级结构566

1.1.2 原子的辐射跃迁与吸收跃迁566

1.1.3 激励与粒子数反转567

1.1.4 光学谐振腔567

1.1.5 激光特性568

1.1.6 激光束质量特征描述569

1.2 激光焊焊接设备570

1.2.1 激光焊焊接设备的组成570

1.2.2 激光器570

1.2.3 光束传输与聚集系统573

1.2.4 工艺介质传输系统575

1.3 激光焊时激光与材料的相互作用576

1.3.1 金属材料对激光的吸收577

1.3.2 汽化和光致等离子体579

1.3.3 匙孔效应580

1.4 激光焊原理及特点580

1.4.1 激光热传导焊原理及特点581

1.4.2 激光深熔焊原理及特点581

1.4.3 焊接熔池动力学581

1.5 激光焊技术与工艺582

1.5.1 激光热传导焊582

1.5.2 激光深熔焊583

1.5.3 激光填丝焊584

1.5.4 激光-电弧复合焊586

1.5.5 双光束激光焊589

1.5.6 激光钎焊590

1.6 激光焊应用实例592

1.6.1 法兰-管端环缝的激光深熔焊592

1.6.2 铝合金激光填丝焊592

1.6.3 船用钢板T形接头激光-电弧复合焊594

1.6.4 双光束激光焊技术的应用594

1.6.5 镀锌钢板的激光钎焊596

1.7 激光切割的原理及特点596

1.7.1 激光切割的原理及分类597

1.7.2 激光切割质量的影响因素598

1.7.3 连续激光切割的特性及应用599

1.7.4 脉冲激光切割的特性及应用600

参考文献601

第2章 电子束焊603

2.1 电子束焊与深熔效应603

2.1.1 电子束焊工作原理603

2.1.2 电子束焊工艺特点603

2.1.3 深熔效应604

2.2 电子束焊工艺607

2.2.1 电子束焊焊接参数及其对焊缝形状的影响607

2.2.2 电子束焊焊接参数的匹配609

2.2.3 电子束焊的特殊工艺规程610

2.2.4 电子束焊的接头设计611

2.3 各种材料的电子束焊613

2.3.1 焊接性的影响因素613

2.3.2 中碳调质钢的焊接614

2.3.3 不锈钢的焊接615

2.3.4 高温合金的焊接620

2.3.5 钛合金的焊接622

2.3.6 铝合金的焊接624

2.3.7 其他金属的焊接626

2.4 电子束焊焊接设备630

2.4.1 电子束焊机的系统结构630

2.4.2 电子束焊机的分类631

2.4.3 电子束扫描控制系统631

2.4.4 电子束焊的焊接过程控制632

2.5 电子束焊的应用633

2.5.1 齿轮组合件的焊接633

2.5.2 汽车后桥壳的焊接634

2.5.3 铝合金汽车驾驶舱横梁的焊接635

2.5.4 空间飞行器压力容器的焊接635

2.5.5 导弹发射架的焊接635

2.5.6 动力舱段壳体的焊接636

2.5.7 薄壁空心铝球的焊接638

2.5.8 铼钛异种金属直接电子束焊639

2.5.9 固体火箭发动机壳体的焊接641

参考文献642

第3章 电渣焊643

3.1 电渣焊原理及特点643

3.1.1 电渣焊原理643

3.1.2 电渣焊工艺特点643

3.1.3 电渣焊过程644

3.2 电渣焊工艺644

3.2.1 电渣焊方法644

3.2.2 电渣焊焊接参数646

3.2.3 电渣焊辅助工艺措施648

3.3 电渣焊材料649

3.3.1 焊丝649

3.3.2 焊剂649

3.3.3 熔嘴650

3.4 电渣焊设备650

3.5 电渣焊应用651

3.5.1 箱形建筑钢结构隔板的电渣焊651

3.5.2 重型厂房柱子的管极熔嘴电渣焊653

3.5.3 高炉炉壳纵缝电渣焊654

3.6 带极电渣堆焊655

3.6.1 带极电渣堆焊的特点655

3.6.2 带极电渣堆焊设备和材料656

3.7 振动调制电渣焊658

参考文献658

第4章 气焊、气割与高压水射流切割660

4.1 气焊660

4.1.1 气焊工艺660

4.1.2 气焊材料664

4.2 气割工艺及设备664

4.2.1 气割的基本原理665

4.2.2 气割工艺666

4.2.3 气割的应用670

4.2.4 气焊与气割的设备及辅助器具670

4.3 高压水射流切割的工艺及设备673

4.3.1 高压水射流切割的工作原理673

4.3.2 高压水射流切割的分类673

4.3.3 高压水射流切割的工艺特点674

4.3.4 高压水射流切割的工艺参数675

4.3.5 高压水射流切割的应用范围678

参考文献679

第5章 热剂焊680

5.1 热剂焊的原理及特点680

5.1.1 热剂反应及反应产物680

5.1.2 钢中的冶金过程682

5.2 热剂焊材料684

5.2.1 热剂的组成及配方计算684

5.2.2 热剂的生产686

5.3 热剂焊工艺687

5.3.1 准备工作和钢轨处理687

5.3.2 夹具和砂模的安装688

5.3.3 热剂焊操作过程689

5.3.4 焊后处理689

5.4 热剂焊的其他应用690

5.4.1 导线的热剂焊特点690

5.4.2 导线的热剂焊及其接头形式691

参考文献692

第6章 胶接693

6.1 胶接的特点及机理693

6.1.1 胶接的特点693

6.1.2 胶接的机理693

6.2 胶粘剂695

6.2.1 胶粘剂的分类695

6.2.2 胶粘剂的选择696

6.3 胶接工艺698

6.3.1 胶接接头的设计698

6.3.2 表面处理701

6.3.3 胶接工艺过程和方法701

6.3.4 固化工艺参数702

6.3.5 胶接质量控制702

6.4 胶粘剂和胶接性能测定704

6.4.1 胶粘剂的物理化学性能测定704

6.4.2 胶接力学性能检测704

6.4.3 无损检测705

6.5 胶接应用705

6.5.1 胶接技术在土木工程行业的典型应用705

6.5.2 胶接技术在汽车行业的典型应用706

6.5.3 胶接技术在航空行业的典型应用706

参考文献707

第5篇 焊接过程控制及自动化基础710

第1章 焊接过程自动控制技术710

1.1 焊接过程自动控制系统概述710

1.2 焊接过程控制的微处理器应用710

1.2.1 单片机的应用原理及特点711

1.2.2 DSP数字信号处理器的应用原理及特点714

1.2.3 ARM嵌入式系统的应用原理及特点721

1.2.4 PLC可编程序逻辑控制器的应用原理及特点724

1.2.5 PC计算机的应用原理及特点726

1.2.6 其他数字处理器控制技术728

1.3 焊接过程控制系统的可靠性与电磁兼容技术730

1.3.1 电磁兼容问题730

1.3.2 噪声的来源及其耦合方式730

1.3.3 抗干扰方法及其设计731

1.4 焊接过程自动控制方法733

1.4.1 焊接工艺的程序控制733

1.4.2 焊接质量控制原理733

1.4.3 焊接过程的PID控制原理737

1.4.4 焊接过程的模糊控制原理740

1.4.5 焊接过程的人工神经网络控制746

1.4.6 焊接过程的专家控制原理747

1.4.7 焊接过程的其他控制方法749

参考文献749

第2章 焊接过程信号检测与故障诊断750

2.1 焊接过程的传感器技术750

2.1.1 焊接传感器的分类750

2.1.2 位置传感器750

2.1.3 霍尔式传感器752

2.1.4 电磁式传感器753

2.1.5 光电式传感器754

2.1.6 光学传感器755

2.1.7 电弧传感器755

2.1.8 红外热像传感器756

2.1.9 超声波传感器756

2.1.10 其他传感器757

2.2 焊接过程的信号检测758

2.2.1 焊接过程的电参数检测758

2.2.2 焊接过程的视觉检测及信号处理761

2.2.3 焊接过程的质量信号检测762

2.4 焊接过程故障诊断技术764

2.4.1 弧焊设备与焊接过程的故障诊断764

2.4.2 焊接过程的远程故障诊断766

2.4.3 焊接过程的网络化监测与群控技术767

参考文献767

第3章 焊接过程的信息处理及质量控制768

3.1 焊接过程的动态信息及控制768

3.1.1 焊接过程动态信息的特点768

3.1.2 焊接过程动态信息的检测774

3.1.3 焊接过程动态信息的处理776

3.2 焊接过程的信号处理方法780

3.2.1 小波分析理论及其在焊接中的应用780

3.2.2 分形理论及其在焊接中的应用784

3.2.3 数学形态学分析及其在焊接中的应用787

3.2.4 其他信号分析方法及其应用790

3.3 焊接熔透的自动控制792

3.3.1 熔池图像处理792

3.3.2 熔透控制算法796

3.3.3 TIG焊熔透控制797

3.3.4 MAG焊熔透控制800

3.4 焊缝识别及自动跟踪803

3.4.1 焊缝位置检测803

3.4.2 焊缝自动跟踪806

参考文献809

第4章 焊接自动化专用设备810

4.1 概述810

4.1.1 焊接自动化专用设备的概念与特点810

4.1.2 焊接自动化专用设备的种类810

4.1.3 焊接自动化专用设备的发展趋势811

4.2 焊接自动化专用设备的系统构成812

4.3 焊接自动化专用设备的焊接系统813

4.3.1 对弧焊电源的要求及其外控方式813

4.3.2 对送丝机的要求815

4.4 焊接自动化专用设备的机械系统815

4.4.1 工件定位夹紧装置815

4.4.2 焊接机头及其移动机构817

4.4.3 焊件变位机构及其动力装置818

4.4.4 传动机构820

4.5 焊接自动化专用设备的电气控制系统821

4.5.1 焊接自动化专用设备的组成与功能821

4.5.2 主控计算机的种类821

4.5.3 基于现场总线的控制系统823

4.5.4 焊缝跟踪控制与过程监视系统825

4.6 焊接自动化专用设备的设计825

4.7 典型焊接自动化专用设备828

4.7.1 板材拼接直缝焊接专机829

4.7.2 筒体纵缝焊接专机829

4.7.3 环缝焊接专机831

4.7.4 管板自动焊接专机833

参考文献833

第5章 焊接机器人835

5.1 概述835

5.1.1 工业机器人的定义、特点和分类835

5.1.2 工业机器人的发展历史837

5.1.3 工业机器人的现状838

5.1.4 常用机器人术语838

5.2 机器人的工作原理839

5.2.1 机器人工作原理简介839

5.2.2 机器人运动轨迹的实现840

5.2.3 机器人的关节伺服驱动及运动的实现841

5.2.4 机器人的控制系统842

5.3 典型焊接机器人系统843

5.3.1 基本弧焊机器人系统843

5.3.2 基本点焊机器人系统844

5.3.3 焊接机器人系统常用的外围设备844

5.3.4 复杂焊接机器人系统845

5.4 机器人智能化焊接技术847

5.4.1 概述847

5.4.2 焊接机器人离线编程与任务规划技术847

5.4.3 机器人焊接路径实时跟踪与导引技术848

5.4.4 人-机器人协作控制技术850

5.4.5 多焊接机器人协调控制技术851

5.4.6 遥控机器人焊接851

参考文献854