第一章 激光焊接技术

第一节 概述

一、激光物理基础

二、常用激光器及其分类

三、激光加工及其应用

第二节 激光焊接原理

一、激光与物质的相互作用

二、光致等离子体行为

三、激光焊接的基本原理

四、激光焊接特点

五、激光焊接影响因素

第三节 激光焊接技术及其应用

一、激光焊接技术

二、金属材料的激光焊接

三、激光焊接控制技术

第四节 激光焊接系统

一、激光焊接系统的组成

二、CO2激光器

三、YAG激光器

四、半导体激光器

五、光纤激光器

第五节 激光焊接安全与防护

一、激光辐射的危害及其分类

二、激光安全防护技术

三、激光加工安全防护标准

第二章 数字化焊接电源技术

第一节 数字化焊接电源特征及优点

一、数字化焊接电源特征

二、数字化焊接电源优点

第二节 焊接电源一电弧系统控制数字化

一、数字化焊接电源结构形式

二、数字化焊接电源人机界面数字化技术

三、数字化焊接电源的专家系统

四、数字化焊接电源的通信技术

第三节 数字化焊接电源焊接质量监控和网络化控制

一、数字化焊接电源焊接质量监控

二、数字化焊接电源的监控网络化

第四节 数字化焊接电源焊接新工艺

一、STT表面张力过渡数字控制

二、冷金属过渡焊接技术

三、双脉冲MIG焊铝技术

四、交流方波埋弧焊工艺

第三章 搅拌摩擦焊和线性摩擦焊技术

第一节 搅拌摩擦焊

一、概述

二、搅拌摩擦焊原理与工艺特性

三、搅拌工具

四、铝合金搅拌摩擦焊

五、搅拌磨擦焊接头缺陷、检测与补焊

六、搅拌摩擦焊工程应用

第二节 线性摩擦焊

一、概述

二、线性摩擦焊原理与工艺特征

三、线性磨擦焊接头缺陷

四、线性磨擦焊设备

五、线性摩擦焊工程应用

第四章 焊接机器人应用技术

第一节 焊接机器人概论

一、焊接机器人分类

二、焊接机器人系统组成

三、焊接机器人选择准则(建议)

第二节 焊接机器人工作原理

一、机器人运动学

二、焊接机器人驱动方式

三、焊接机器人控制技术

第三节 典型焊接机器人系统

一、点焊机器人工作站

二、弧焊机器人工作站

三、切割机器人工作站

四、群控机器人工作站

第四节 焊接机器人技术发展

一、焊接导引与焊缝跟踪

二、焊接机器人离线编程控制

三、焊接机器人远程控制

四、焊接机器人焊接质量控制

第五章 焊接数值模拟技术

第一节 焊接数值模拟技术概述

一、数值模拟技术

二、有限元软件的发展历史

三、通用有限元软件概述

四、通用软件对焊接温度场应力场的模拟

第二节 焊接热过程的数值模拟

一、概述

二、焊接热传导

三、焊接熔池中的传热和流体流动

四、MIG焊熔滴长大与过渡

五、焊接电弧的传热传质过程

第三节 焊接力学的数值模拟

一、焊接变形的预测与控制

二、考虑相变的焊接残余应力分析

三、局部焊后热处理力学行为分析

第六章 材料切割新技术

第一节 等离子弧切割

一、切割等离子弧

二、等离子弧切割工作原理与特点

三、等离子弧切割工艺

四、空气等离子弧切割

五、氧气等离子弧切割

六、水下等离子弧切割

七、水再压缩等离子弧切割

八、精细等离子弧切割

第二节 激光切割

一、激光切割的特点

二、激光切割原理

三、激光切割分类

四、激光切割工艺参数

五、氮气辅助CQ激光切割

六、氧辅助激光切割

七、激光汽化切割法

八、水导引激光切割

九、激光热应力切割

十、低功率激光切割

第三节 高压水射流切割

一、水射流切割工艺特点

二、高压水射流切割原理

三、水射流切割分类

四、切割头和喷嘴

五、高压水射流切割工艺

六、水射流切割应用

第四节 切割自动化

一、CNC数控切割

二、机器人切割

第七章 钎焊先进技术

第八章 高效电弧焊接技术

第九章 表面堆焊技术

第十章 焊接先进技术在生产中的应用 2100433B

焊接从技艺走向科学，以科学支撑技术是焊接技术发展的必然路径。综观全球焊接技术的发展历程，无论是从旋转摩擦焊到线性摩擦焊再到搅拌摩擦焊，还是从单丝气体保护焊到双丝气体保护焊再到多丝气体保护焊；也无论是从单激光焊到激光组合焊再到激光复合焊，还是从交流工频电阻焊到直流工频电阻焊再到变频伺服电阻焊，都无不印证了这样一个规律：技术——科学——技术的螺旋上升的发展轨迹。

自动调节酸碱度应用专利技术

自动调节软硬度平衡技术

在线个性化定制和筛选技术

水系统生态能量循环区域控制技术

德国FESTO活性炭过滤技术

德国杜尔技术流水线，真空低温加注机，注塑虑瓶强度高，不影响材质结构变化。

改善和提高辊缝控制水平，需要从两个方面入手，一是从设备配置方面，如采用先进的辊缝控制手段，增加轧机刚度等；二是从工艺配置方面，包括轧辊原始凸度的给定、变形量与道次分配等。

常规的辊缝控制手段主要有弯辊控制技术、倾辊控制技术和分段冷却控制技术等。近年来，一些特殊的控制技术，如抽辊技术（HC轧机和UC系列轧机）、涨辊技术（VC轧机和IC轧机）、轧制力分布控制技术（DSR动态辊缝辊）和轧辊边部热喷淋技术等先进的辊缝控制技术，得到日益广泛的应用。在此，分别就其中几种典型技术作以简单介绍。

抽辊技术

抽辊技术，又称HC轧机轧辊横移辊缝控制系统。HC轧机是20世纪70年代日本日立公司和新日铁钢铁公司联合研制的新式6辊轧机。HC（HighCrown）即高性能轧辊凸度。该轧机是在普通4辊轧机的基础上，在支撑辊和工作辊之间安装一对可轴向移动的中间辊，中间辊的轴向移动方向相反。

通过对普通4辊轧机轧辊挠曲的分析，工作辊与支撑辊之间超出轧件宽度区域的有害接触区，导致了轧辊的过度挠曲。这种挠曲不仅取决于轧制力的大小，而且取决于轧件宽度。另一方面，在工作辊上施加弯辊力时，轧辊的挠曲会在超出轧件宽度部分受到支撑辊的约束。HC轧机是通过中间辊的横移，消除了支撑辊与工作辊之间的有害接触区，提高了轧制的辊缝控制能力，可适用于任何宽度带材的轧制。HC轧机目前已发展出多种形式，如中间辊传动的HCM6辊轧机；中间辊和工作辊均能窜动的HCMW6辊轧机；中间辊带辊型曲线的HC--CVC轧机；及HCW、UCM、UVMW、MB、UC2~UC4等多种改进型轧机。

优点：辊缝控制能力强，不需要太大的弯辊力即可较好的调整辊缝；可消除支撑辊与工作辊边部的有害接触部分，减轻边部减簿和裂变倾向；由于工作辊径较小（比普通4辊轧机小30%左右），可加大压下量，实现大压下量轧制，并减少能耗；*采用标准无凸度辊，就能满足各种宽度带材的轧制，减少了轧辊的备件。

从20世纪70年代以来，世界各国已建HC轧机200多架，直到至今仍是一种较流行的机种。

CVC辊辊缝控制

CVC辊辊缝控制技术是德国西马克-德马格公司于1980年开发的。CVC（CoutinuouslyVariableCrown）的原意是连续可变凸度。经过20多年的发展与完善，CVC轧机已发展出很多种机型，广泛应用于冷轧板带生产中。先进的控制策略和控制手段相结合，使CVC技术成为目前世界上最先进的轧制技术之一。它的控制原理很简单，就是将上、下轧辊辊身磨削成相同的S形CVC曲线，上、下辊的位置倒置180度，当曲线的初始相位为零时，形成等距的S形平行辊缝，通过轧辊窜动机构，使上、下CVC轧辊相对同步窜动，就可在辊缝处产生连续变化的正、负凸度轮廓，从而适应工艺对轧辊在不同条件下，能迅速、连续、任意改变辊缝凸度的要求。

UPC轧机是德国MDS研制的万能辊缝控制轧机，是继HC、CVC技术之后又一种可改善辊缝的轧辊横移式轧机。其原理是将普通4辊轧机的工作辊磨成雪茄型，大、小头相反布置，构成一个不同凸度的辊缝。

UPC轧机投产的数量不及HC轧机和CVC轧机，最早使用UPC技术的是德国克虏伯1250轧机和芬兰2000轧机。

涨辊技术

涨辊技术，又称VC辊缝可变凸度支撑辊辊缝控制技术。VC（VariableCrown）原意为在线可变凸度支撑辊，是由日本住友金属公司于1977年开发成功的，轧机的轧辊为辊套型轧辊，主要由芯轴、辊套、密封油腔、油路、旋转连接器和高压泵站等部分组成。

VC辊控制辊缝的原理较简单，辊套和芯轴之间设有密封油腔，通过改变油腔内的压力，即使支撑辊改变辊形（轧辊凸度）油腔压力与直径胀大在一定范围内呈线性关系，且可做无级调节，因此，可以参与到闭环辊缝控制系统中。

优点：

减少支撑辊的换辊次数，避免贮存多个不同辊型的轧辊；*可补偿轧辊磨损及热辊形；在带材轧制加、减速阶段，可有效补偿因轧制速度的变化引起的轧制力波动和轧辊凸度变化；在线改造方便，仅需用VC辊代替原有支撑辊即可。

局限性：

VC辊制造较困难；高压旋转接头及油腔密封维护困难；调整轧辊凸度的幅度较小。

轧制力分布控制技术

轧制力分布控制技术，又称DSR动态辊缝辊高精度辊缝控制。DSR动态辊缝辊高精度辊缝控制（即轧制力分布控制）技术，是由法国VAIClecim公司于20世纪90年代推出的，主要由静止辊芯、旋转辊套、7个柱塞式液压缸、推力垫及电液伺服阀等部分组成。

DSR动态辊缝辊多用于四辊轧机的支撑辊，可成对使用，也可单独使用。其工作原理∶根据辊缝仪测量计算出的实际曲线与目标辊缝曲线比较，得到一组偏差，通过7个单独调控的液压压下缸，沿整个带宽经旋转辊套给板带分布相应的轧制力，来进行高精度的辊缝（平直度）控制。

DSR动态辊缝辊高精度辊缝控制具有突出的优点，是高精度辊缝控制执行器的一次历史性飞跃。主要表现在∶能消除对称性和非对称性的辊缝缺陷；辊缝控制不影响厚度控制；能动态高精度控制辊缝。充分发挥DSR方式高精度辊缝控制能力的关键，在于辊缝仪系统的测量精度、计算精度以及偏差转换为伺服阀调控信号的精度。一般辊缝仪应达到1I单位的测量精度。

DSR虽有突出的优点，但其结构相对复杂，检修和维护难度大，且价格昂贵，因此目前尚未大范围普及。