导语

  

内容提要

  

    《焊接物理基础》以焊接过程中的物理现象为讨论对象，结合物理学基本知识来阐述焊接物理领域所涉及的基本知识与现象。
    全书分焊接电弧、熔滴过渡、焊接熔池3大部分共10章。其中第2、3、4章以较大篇幅介绍了焊接物理所涉及的基本物理知识及逻辑推导体系，包括气体基本规律、气体放电电离理论、电极电子发射理论；第5、6章主要从焊接电弧的基本现象与特性来详细讨论焊接电弧的物理本质。第7、8章主要讨论了熔化及焊接过程中熔滴受力、熔滴过渡及特性。第9、10章主要介绍了焊接过程中的热过程与熔池流动行为。
    《焊接物理基础》可作为高等学校焊接技术与工程专业、材料成型及控制工程专业的教学用书，也可供相关焊接专业的研究人员、工程技术人员学习参考。

第1章  绪论
第1篇  焊接电弧
第2章  气体基本理论
  2.1  理想气态方程
    2.1.1  宏观与微观
    2.1.2  温度的概念
    2.1.3  理想气体状态方程
    2.1.4  分子的碰撞
  2.2  麦克斯韦分布
    2.2.1  理想气体的压强
    2.2.2  能量均分定理
    2.2.3  气体分子速率分布的测定
    2.2.4  麦克斯韦速率分布函数
    2.2.5  麦克斯韦分布数学推导
  2.3  玻尔兹曼关系
    2.3.1  重力场中分子数纵向分布
    2.3.2  玻尔兹曼分布函数
第3章  等离子体基本理论
  3.1  等离子体概述
    3.1.1  等离子体介绍
    3.1.2  等离子体性质
    3.1.3  等离子体应用
  3.2  等离子体中的微观运动
    3.2.1  单个粒子的运动
    3.2.2  粒子间的碰撞
    3.2.3  原子激发与电离
  3.3  等离子体的宏观性质
    3.3.1  等离子体基本方程
    3.3.2  等离子体的电中性
    3.3.3  粒子流动与密度分布
    3.3.4  能量平衡与粒子数平衡
  3.4  气体放电与等离子体的形成
    3.4.1  气体绝缘击穿
    3.4.2  气体放电起始电压
    3.4.3  气体放电中的等离子体状态
  3.5  放电现象
    3.5.1  辉光放电
    3.5.2  电弧放电
    3.5.3  电晕放电
    3.5.4  火花放电
第4章  电弧物理基础
  4.1  气体电离
    4.1.1  电离的种类
    4.1.2  多原子分子分解体
    4.1.3  Saha公式
  4.2  金属中的电子
    4.2.1  特鲁德模型
    4.2.2  量子化模型
    4.2.3  自由电子的比热
    4.2.4  金属的电导率和热导率
  4.3  电子发射
    4.3.1  热电子发射
    4.3.2  自发射场致发射
    4.3.3  光电子发射
    4.3.4  粒子碰撞发射
  4.4  逸出功和接触势差
    4.4.1  逸出功
    4.4.2  接触势差
第5章  焊接电弧现象
  5.1  焊接电弧
    5.1.1  电弧基础
    5.1.2  电弧基本结构
  5.2  弧柱现象
    5.2.1  弧柱中的电子流和离子流
    5.2.2  弧柱的电导率和热导率
    5.2.3  弧柱热量输入与耗散
    5.2.4  弧柱温度及温度分布
    5.2.5  最小电压原理
    5.2.6  电弧双极性扩散
  5.3  阴极现象
    5.3.1  电弧阴极的物理特征
    5.3.2  阴极斑点
    5.3.3  阴极前电子流与正离子流的比率
    5.3.4  阴极热平衡
    5.3.5  阴极前的收缩区——正离子流理论
  5.4  阳极现象
    5.4.1  阳极区与阳极压降
    5.4.2  阳极输入功率
    5.4.3  阳极温度——阳极的熔化和蒸发
    5.4.4  阳极斑点
  5.5  电弧相关物理量测量方法
    5.5.1  电弧温度分布和电子密度
    5.5.2  电流密度分布
    5.5.3  熔池表面温度分布
    5.5.4  电弧压力分布
第6章  焊接电弧特性
  6.1  电弧静特性
    6.1.1  不同类型电弧的静特性
    6.1.2  影响电弧静特性的因素
  6.2  电弧动特性
    6.2.1  直流电弧动特性
    6.2.2  交流电弧动特性
    6.2.3  电弧动特性的影响因素
    6.2.4  交流电弧温度变化
    6.2.5  交流电弧稳定性
  6.3  GTAW电弧稳定性
    6.3.1  钨电极特性
    6.3.2  电弧磁偏吹
    6.3.3  电弧其他现象
  6.4  特殊电弧的特性
    6.4.1  压缩电弧特性
    6.4.2  钨极氦弧焊电弧特性
第2篇  熔滴过渡
第7章  焊接过程熔化现象
  7.1  焊条熔化分析
    7.1.1  焊条的热源及熔化速度
    7.1.2  影响焊条熔化的因素
  7.2  熔化极气保焊丝熔化分析
    7.2.1  熔化极气保焊丝的熔化热源
    7.2.2  焊丝的熔化速度和比熔化量
    7.2.3  影响焊丝熔化的因素
  7.3  电弧稳定性分析及自调节
    7.3.1  电弧自调节
    7.3.2  电弧反应速度
    7.3.3  含焊机的焊接过程稳定性分析
  7.4  焊接飞溅及烟尘
    7.4.1  焊接飞溅
    7.4.2  预防焊接飞溅的措施
    7.4.3  焊接烟尘
第8章  熔滴过渡
  8.1  熔滴过渡概论
    8.1.1  熔滴上的作用力
    8.1.2  作用力效果分析
    8.1.3  熔滴过渡的主要形式
  8.2  熔滴过渡模型
    8.2.1  静态力学平衡模型
    8.2.2  收缩不平衡模型
    8.2.3  动态熔滴分离模型的分析
  8.3  熔滴过渡控制
    8.3.1  一脉一滴
    8.3.2  STT（表面张力过渡技术）
    8.3.3  CMT（冷金属过渡技术）
  8.4  高效焊接技术
    8.4.1  双丝MIGMAG焊
    8.4.2  双丝（或多丝）埋弧焊
    8.4.3  三丝GMAW技术
    8.4.4  TIG-MIG复合焊
    8.4.5  激光-TIG复合焊
    8.4.6  激光MIGMAG复合焊
    8.4.7  多元气体保护焊——TIME焊接
  8.5  熔滴过渡的观察与测量
    8.5.1  熔滴过渡的观察
    8.5.2  熔滴过渡的测量
第3篇  焊接熔池
第9章  焊接热过程
  9.1  焊接热过程概论
    9.1.1  焊接热过程的基本特点
    9.1.2  焊接热过程的热效率
  9.2  焊接热源模型
    9.2.1  点、线、面三种热源模型
    9.2.2  高斯热源模型
    9.2.3  双椭球热源模型
    9.2.4  广义双椭球热源模型
    9.2.5  其他热源模式
  9.3  焊接温度场的分布规律
    9.3.1  运动热源的温度场
    9.3.2  焊接温度场的影响因素
    9.3.3  焊接热循环
    9.3.4  焊接温度场的测试
  9.4  母材熔化特征和焊缝形状尺寸
    9.4.1  母材熔化断面形态
    9.4.2  焊缝形状尺寸
  9.5  焊缝成形及缺陷控制
    9.5.1  焊接参数与工艺的影响
    9.5.2  焊缝成形缺陷及形成原因
    9.5.3  焊缝缺陷控制
第10章  熔池行为
  10.1  熔池受力分析
    10.1.1  熔池表面受力
    10.1.2  熔池内部受力
    10.1.3  量纲分析
  10.2  熔池表面形貌及行为
    10.2.1  熔池表面形貌
    10.2.2  熔池表面振荡
    10.2.3  熔池表面行为演化
  10.3  熔池流动行为
    10.3.1  熔池表面流动行为
    10.3.2  熔池内部流动
    10.3.3  熔池流动对焊接质量的影响
    10.3.4  咬边及驼峰焊道
  10.4  深熔焊的熔池流动特征
    10.4.1  激光深熔焊的熔池流动特征
    10.4.2  深熔焊工艺对熔池流动的影响
参考文献