本書詳細(xì)介紹了電子束焊接的歷史,電子束的產(chǎn)生、成形和偏轉(zhuǎn),電子束的特點(diǎn)以及電子束穿透金屬的行為,重點(diǎn)介紹了電子束焊接設(shè)備及其控制、電子束焊接工藝、待焊工件準(zhǔn)備以及各種金屬材料的可焊性,并且用大量生動的實(shí)例對具體焊接過程進(jìn)行了詳細(xì)說明。后還圍繞電子束焊接介紹了焊縫測試、焊縫缺陷評定、設(shè)備的驗(yàn)收、操作人員和設(shè)置人員的資格測試、焊接工藝規(guī)程和工藝評定、焊接質(zhì)量保證、工廠成本計(jì)算及盈利能力等相關(guān)內(nèi)容,并介紹了電子束加工的未來發(fā)展。
本書是對電子束焊接行業(yè)七十多年發(fā)展的總結(jié),非常全面地反映了電子束焊接領(lǐng)域的現(xiàn)狀。本書敘述深入淺出、層次分明,具有全面、專業(yè)、系統(tǒng)的特點(diǎn),可供電子束焊接領(lǐng)域的相關(guān)從業(yè)人員學(xué)習(xí)和培訓(xùn)使用,也可供相關(guān)專業(yè)的學(xué)生作為教材使用。
此書是電子束行業(yè)內(nèi)近30年來唯1一本專業(yè)著作,內(nèi)容非常系統(tǒng),全面,可以給從業(yè)者非常完整系統(tǒng)的技術(shù)介紹,作為德國焊接協(xié)會的代表,赫爾穆特·舒爾茨先生在電子束焊接領(lǐng)域有著多年的研究經(jīng)驗(yàn),本書是德文版的第3版譯著,內(nèi)容完善,緊跟時(shí)代前沿。
真空電子束焊接是一門非常成熟的工業(yè)技術(shù),目前已經(jīng)在許多領(lǐng)域成功應(yīng)用了超過60年,尤其是在高端工業(yè)如航空、航天、航海、核能、半導(dǎo)體、汽車工業(yè)等領(lǐng)域,以及科學(xué)研究中有著非常廣泛且深入的應(yīng)用。但目前世界上關(guān)于電子束焊接的系統(tǒng)性的知識讀本不多,國內(nèi)相關(guān)中文書籍也比較欠缺。27年前Helmut Schultz先生所著的Electron Beam Welding是業(yè)內(nèi)系統(tǒng)完整的專業(yè)書籍,給從業(yè)人員帶來了很大的幫助,隨著科技的發(fā)展,新技術(shù)的發(fā)展極大地拓展了電子束焊接在現(xiàn)代制造業(yè)中的應(yīng)用,因此Helmut Schultz先生在2018年對這本著作進(jìn)行了修訂,刪減了陳舊過時(shí)的內(nèi)容并增加了對新技術(shù)應(yīng)用的介紹,重新付梓。
譯者在電子束焊接行業(yè)從業(yè)多年,深感國內(nèi)從業(yè)人員對系統(tǒng)性專業(yè)知識的渴望之情,因此在2018年與身在德國的Helmut Schultz先生取得聯(lián)系,希望能夠?qū)υ摃M(jìn)行中文翻譯并出版,以方便廣大中國從業(yè)者學(xué)習(xí)和參考。當(dāng)時(shí)恰逢新版的Electron Beam Welding剛剛修訂完成。Helmut Schultz先生對此事欣然贊同,希望他的作品能給廣大中國讀者提供幫助。之后通過努力,譯者獲得了此書版權(quán)所有者——DVS Media GmbH出版社的中文授權(quán)。經(jīng)過兩年的準(zhǔn)備,如今Electron Beam Welding中文版終于能與廣大讀者見面。
本書的出版得到了Steigerwald Strahltechnik Gmbh公司和PTR Strahltechnik GmbH公司的大力支持。Steigerwald Strahltechnik Gmbh公司和PTR Strahltechnik GmbH公司在電子束焊接和打孔領(lǐng)域有超過55年的經(jīng)驗(yàn),在電子束的應(yīng)用方面進(jìn)行著持續(xù)創(chuàng)新,為宇航和汽車工業(yè)提供了大量的解決方案。向Steigerwald Strahltechnik Gmbh公司和PTR Strahltechnik GmbH公司表示衷心感謝!
在此也非常感謝北京艾捷默機(jī)器人系統(tǒng)有限公司能為本書的出版提供經(jīng)費(fèi)贊助。作為Global Welding Technologies(全球焊接技術(shù)集團(tuán))的一員,北京艾捷默機(jī)器人系統(tǒng)有限公司服務(wù)中國工程機(jī)械、鐵路機(jī)車車輛、國防等行業(yè)已經(jīng)超過20年,在機(jī)器人弧焊、機(jī)器人激光焊接方面提供了大量解決方案并且實(shí)現(xiàn)大范圍應(yīng)用。再次向北京艾捷默機(jī)器人系統(tǒng)有限公司表示衷心感謝!
在本書的翻譯過程中,Helmut Schultz先生針對書中知識點(diǎn)進(jìn)行了耐心解釋,在此向Helmut Schultz先生致以誠摯的謝意!德國SST公司和北京艾捷默機(jī)器人系統(tǒng)有限公司同事為本書的出版提供了積極幫助。余偉進(jìn)行了第1章、第2章的校對工作,孔令森進(jìn)行了第3章的校對工作,李強(qiáng)進(jìn)行了第5章的校對工作,亓寶梁進(jìn)行了第7章、第14章的校對工作,沈金柱進(jìn)行了對第10章的校對工作,周春明進(jìn)行了第13章的校對工作,黃金城進(jìn)行了第18章的校對工作,王松松進(jìn)行了第20章的校對工作,在此謹(jǐn)致謝意!
非常感謝華中科技大學(xué)出版社有限責(zé)任公司出版團(tuán)隊(duì)的耐心、細(xì)致和專業(yè)服務(wù),在2020年這個(gè)不平凡之年非常高效、完美地完成了圖書的編輯、校對、出版等工作!
由于本書內(nèi)容較多,涉及的知識面較廣,涵蓋物理原理、光學(xué)、電學(xué)、電磁學(xué)、機(jī)械、材料、管理等眾多學(xué)科,同時(shí)由于譯者專業(yè)知識、英文水平所限,本書在結(jié)構(gòu)體系、文字?jǐn)⑹、表達(dá)方式和內(nèi)容理解等方面未能臻于完善,缺點(diǎn)和錯(cuò)誤在所難免、希望廣大讀者不吝批評指正,以利于今后改進(jìn)。
赫爾穆特·舒爾茨,工程碩士,1932年生于柏林,1932年-1956年就讀于柏林國立工程學(xué)院獲得機(jī)械工程學(xué)位。1956年在柏林SLV公司擔(dān)任焊接工程師,1956年入職德國戴姆勒奔馳公司,擔(dān)任高級工程師,1971年-1995年擔(dān)任德國焊接協(xié)會“電子束焊接”工作組主席。
第1章緒論(1)
1.1歷史(1)
1.2電子束焊接的工藝特點(diǎn)(3)
1.3其他的高能束流焊接工藝(4)
第2章電子束的產(chǎn)生(6)
2.1自由電子(6)
2.2陰極(7)
2.3陽極(8)
2.4偏壓杯(9)
2.5空間電荷的影響(11)
2.6聚焦透鏡(13)
第3章電子束的成形和偏轉(zhuǎn)(15)
3.1靜態(tài)成形和偏轉(zhuǎn)(15)
3.1.1合軸(15)
3.1.2像散校正(17)
3.1.3偏轉(zhuǎn)(18)
3.2動態(tài)偏轉(zhuǎn)(18)
3.2.1概述(18)
3.2.2振蕩(20)
3.2.3矢量化(21)
3.2.4聚焦振蕩(21)
第4章電子束的特點(diǎn)(22)
4.1概述(22)
4.2孔徑角和焦散曲線(22)
4.3傾斜試板焊接法(23)
4.4功率密度分布(24)
4.5光束參數(shù)乘積(27)
第5章電子束穿透金屬的行為(28)
5.1概述(28)
5.2金屬表面的加工(28)
5.3深焊效應(yīng)(29)
5.4焊接過程的影響(32)
第6章焊接參數(shù)及焊接工藝建議(34)
6.1概述(34)
6.2加速電壓(35)
6.3電子束電流(35)
6.4聚焦電流和焦點(diǎn)位置(37)
6.5焊接速度(39)
6.6束流振蕩(40)
6.7脈沖束流(41)
6.8強(qiáng)迫位置的焊接(42)
6.9工作壓力(43)
6.9.1真空中的焊接(43)
6.9.2大氣中的焊接(44)
6.10參數(shù)優(yōu)化(45)
電子束焊接技術(shù)目錄第7章束流和設(shè)備的控制(49)
7.1概述(49)
7.2光學(xué)和電子光學(xué)觀察系統(tǒng)(49)
7.3束流的自動調(diào)節(jié)(51)
7.3.1自動合軸(51)
7.3.2自動的像散校正(51)
7.3.3自動調(diào)焦(52)
7.4焊縫跟蹤系統(tǒng)(53)
7.4.1概述(53)
7.4.2示教和回放程序(55)
7.4.3滯后距離補(bǔ)償(56)
7.4.4在線和離線的焊縫跟蹤系統(tǒng)(56)
7.5多束焊接(57)
7.6加熱電流控制(59)
7.7束流控制(59)
7.8斜率控制(60)
7.9真空泵的控制(62)
7.10完整的控制系統(tǒng)(63)
7.10.1概要(63)
7.10.2PLC控制(63)
7.10.3CNC 控制(64)
第8章金屬材料的可焊性(66)
8.1概述(66)
8.2過程相關(guān)的影響(66)
8.2.1熔化和氣相(66)
8.2.2凝固相(66)
8.2.3真空的影響(68)
8.2.4熱影響區(qū)(69)
8.2.5焊接產(chǎn)生的殘余應(yīng)力(69)
8.3相關(guān)材料的影響(71)
8.3.1鋼和鐵(71)
8.3.2鋁鎂材料(78)
8.3.3銅材料(80)
8.3.4鎳鈷材料(81)
8.3.5鈦材料(81)
8.3.6特種金屬(82)
8.3.7金屬組合(83)
8.3.8與材料相關(guān)的束流偏轉(zhuǎn)(87)
8.4強(qiáng)度和腐蝕性能(87)
8.5可焊性——分類和概述(88)
8.5.1可焊性分類(88)
8.5.2不同金屬的可焊性(89)
第9章工件準(zhǔn)備(90)
9.1概述(90)
9.2基本的接頭類型(92)
9.2.1對接接頭(92)
9.2.2角接接頭、T形接頭和其他接頭(94)
9.2.3圓周焊縫的特點(diǎn)(97)
9.3不同的工件厚度(101)
9.4熔合面的準(zhǔn)備(102)
9.5焊縫控制線(102)
9.6焊縫起點(diǎn)和終點(diǎn)(103)
9.7排氣孔(104)
9.8難以接近的接頭的焊接(104)
9.9工件與接頭溝槽的清理(105)
9.10焊接工裝和夾具(106)
9.11工作室、工件和電子槍運(yùn)動的尺寸(108)
第10章焊接設(shè)備及設(shè)施(110)
10.1設(shè)備基本設(shè)計(jì)(110)
10.2高壓電源(112)
10.3電子槍(113)
10.4工作室(116)
10.5運(yùn)動裝置(117)
10.6真空設(shè)備(120)
10.6.1概述(120)
10.6.2物理原理(120)
10.6.3真空泵組(121)
10.6.4測量儀器(128)
10.6.5真空設(shè)施的建設(shè)和運(yùn)行(128)
10.6.6抽真空時(shí)間(130)
10.7其他焊接設(shè)備(131)
10.7.1循環(huán)設(shè)備(131)
10.7.2多室焊接設(shè)備(132)
10.7.3連續(xù)流動設(shè)備(134)
10.7.4大氣壓下的電子束焊接設(shè)備(136)
10.8焊接設(shè)備的安裝(137)
10.8.1概述(137)
10.8.2為保障工人的健康和安全應(yīng)采取的特殊措施(138)
第11章焊接工件實(shí)例(139)
11.1航空航天(139)
11.2汽車及齒輪制造(145)
11.3鐵路技術(shù)(149)
11.4設(shè)備制造(150)
11.5電氣工程(153)
第12章焊縫測試(154)
12.1概述(154)
12.2無損測試(154)
12.2.1目視檢測(154)
12.2.2X射線檢測(154)
12.2.3超聲波檢測(154)
12.2.4滲透檢測(155)
12.2.5磁粉檢測(155)
12.2.6渦流檢測(155)
12.3破壞性檢測(155)
12.3.1拉伸試驗(yàn)(155)
12.3.2彎曲測試(156)
12.3.3缺口沖擊試樣(156)
12.3.4金相檢驗(yàn)(156)
12.3.5硬度檢測(156)
第13章焊縫缺陷評定(158)
13.1概述(158)
13.2質(zhì)量等級(158)
13.3氣孔、縮孔和裂紋(159)
13.4未熔合和未焊透(160)
13.5咬邊和錯(cuò)邊(161)
13.6焊縫缺陷(161)
13.7角焊(162)
13.8焊接飛濺和金屬蒸氣升華(163)
第14章焊接設(shè)備的驗(yàn)收(164)
14.1概述(164)
14.2X射線防護(hù)試驗(yàn)(166)
14.3測量電氣和力學(xué)性能(167)
14.3.1加速電壓(167)
14.3.2束流(168)
14.3.3聚焦電流(169)
14.3.4焊接速度(169)
14.4機(jī)械裝置的測量(171)
14.4.1跳動精度(171)
14.4.2束斑位置穩(wěn)定性(171)
14.4.3工作壓力上升速率(172)
14.5楔形試樣測試(172)
第15章操作人員和設(shè)置人員的資格測試(174)
15.1概述(174)
15.2試驗(yàn)規(guī)程(174)
15.3測試證書(176)
第16章焊接工藝規(guī)程(177)
第17章焊接工藝評定(179)
17.1概述(179)
17.2焊接工藝規(guī)范評定(180)
17.3焊接工藝評定試驗(yàn)(180)
17.4認(rèn)可范圍和有效期(181)
第18章質(zhì)量保證(183)
18.1概述(183)
18.2質(zhì)量決定因素(183)
18.3管理、控制和監(jiān)測系統(tǒng)(184)
18.4文檔(185)
第19章成本計(jì)算及盈利能力(187)
19.1概述(187)
19.2焊接前后的成本節(jié)。187)
19.3成本的分類(188)
19.3.1機(jī)器小時(shí)費(fèi)率的計(jì)算(189)
19.3.2生產(chǎn)成本率的計(jì)算(190)
19.4自動化(190)
19.5焊接加工(191)
第20章電子束加工的未來發(fā)展(193)
20.1概述(193)
20.2材料的去處過程(194)
20.2.1電子束打孔(194)
20.2.2電子束雕刻和仿形(197)
20.3電子束表面處理(197)
20.3.1固相過程(197)
20.3.2液相過程(200)
20.4增材制造加工(202)
20.4.1概述(202)
20.4.2基體材料:粉末(203)
20.4.3基體材料:絲(204)
附錄A電子束焊接的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)則(207)
A.1標(biāo)準(zhǔn)(207)
A.2DVS技術(shù)規(guī)范及公告(208)
A.3其他標(biāo)準(zhǔn)(208)
附錄B關(guān)鍵字索引(209)
參考文獻(xiàn)(213)