弧焊电源及其数字化控制

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出版者:机械工业出版社
作者:黄石生
出品人:
页数:287
译者:
出版时间:2007-1
价格:28.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787111201489
丛书系列:
图书标签:
  • 弧焊电源
  • 弧焊
  • 电源
  • 数字化控制
  • 焊接技术
  • 电力电子
  • 控制工程
  • 工业自动化
  • 电工学
  • 新能源
  • 智能制造
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具体描述

《弧焊电源及其数字化控制》以电弧焊工艺对弧焊电源的电气性能要求为依据,围绕空载电压、外特性形成、调节性能和动特性四个基本问题,讲述了各类弧焊电源的原理、特点、结构、性能及应用。书中压缩了应用愈来愈少的弧焊电源内容,大幅度选用新型弧焊电源内容,如晶闸管弧焊整流器、弧焊逆变器等,并专门介绍了数字化技术为主的弧焊电源控制技术。

好的,这是一本关于先进封装技术与系统集成的专业书籍的详细介绍,内容旨在深入探讨半导体制造领域的前沿技术和未来发展趋势,与“弧焊电源及其数字化控制”的主题完全无关。 --- 先进封装技术与系统集成:面向异构计算与高密度互连的挑战与机遇 第一部分:现代半导体封装的演进与基础理论 第1章:后摩尔时代对封装技术的新要求 本章首先回顾了摩尔定律在传统硅片制造领域所面临的物理极限与经济瓶颈。随着特征尺寸逼近原子尺度,继续单纯依赖节点缩小(Scaling Down)的效率和成本效益急剧下降。在此背景下,系统级性能的提升日益依赖于“More than Moore”的策略,其中先进封装技术(Advanced Packaging)成为主导力量。我们将详细分析功耗、延迟、带宽和可靠性这四大核心指标对现有封装技术提出的严峻挑战。重点讨论了从传统的2D平面集成向3D垂直集成转变的驱动力,包括对异构集成、Chiplet架构和高性能计算(HPC)、人工智能(AI)加速器需求的激增。 第2章:关键封装工艺基础与材料科学 本章全面梳理了当前主流先进封装技术所依赖的关键底层工艺。内容涵盖了从晶圆级封装(WLP)到中道封装(Interposer-based Packaging)的转变。 重布线层(RDL)技术: 深入探讨了电镀法、喷墨印刷法在构建高密度导线层中的应用,对比了其在层数、线宽/间距(Line/Space)和介电常数(k值)上的性能差异。 微凸点(Micro-bumping)与倒装芯片(Flip-Chip): 详述了铜柱凸点(Cu Pillar Bumping)技术,这是实现高I/O密度互连的关键。分析了不同焊料(如SAC合金、SnAg)的共晶点、热膨胀系数(CTE)匹配对长期可靠性的影响。 晶圆级键合(Wafer Bonding): 重点介绍直接键合(Direct Bonding,包括表面活化和等离子体处理)和混合键合(Hybrid Bonding)。混合键合因其极高的垂直密度和极小的间距(低至10微米甚至更小)而被视为下一代异构集成的核心技术,本章将详细分析其对表面清洁度和键合参数的苛刻要求。 第3章:热管理与可靠性工程 先进封装系统产生的热流密度远超传统封装,使得热管理成为限制系统性能和寿命的首要因素。 热设计与分析: 介绍了从芯片到封装系统的多尺度热建模方法,包括有限元分析(FEA)在预测热点方面的应用。探讨了如何利用热流密度(Heat Flux Density)指标来评估封装设计的优劣。 先进散热方案: 详细分析了热界面材料(TIMs)的升级换代,从传统的导热胶到高性能的液态金属、高导热性聚合物或碳基材料。此外,章节还涉及了先进的堆叠芯片散热技术,例如通过硅穿孔(TSV)实现底部散热的策略。 封装可靠性: 探讨了由于CTE失配、温度循环(TC)和热机械应力导致的常见失效模式,如空洞形成(Voiding)、凸点疲劳和分层(Delamination)。介绍了加速寿命试验(ALT)在验证封装健壮性中的作用。 第二部分:异构集成与Chiplet架构的实现 第4章:Chiplet生态系统与系统级封装(SiP) 本章聚焦于如何通过将不同功能模块(如CPU核心、GPU、HBM内存、定制ASIC等)划分为独立的“小芯片”(Chiplets)来实现更高良率和更灵活的定制化设计。 异构集成策略: 区分了基于硅中介层(Silicon Interposer)的2.5D集成与基于TSV的3D集成。重点分析了中介层的设计,包括无源(Passive)和有源(Active)中介层在布线密度和信号完整性方面的权衡。 Chiplet互连标准: 深入研究了推动Chiplet生态的关键接口技术,特别是UCIe(Universal Chiplet Interconnect Express)标准。分析了UCIe在物理层、Die-to-Die 协议层和软件层面对互操作性的意义。 系统级封装(SiP)的设计流程: 阐述了将多个独立芯片、无源元件、传感器等集成到一个封装体内的设计流程,涵盖了从系统框图到物理布局的完整流程管理。 第5章:硅穿孔(TSV)技术与高带宽内存(HBM) TSV是实现垂直互连的核心技术,支撑了HBM等高密度存储器的发展。 TSV的制造工艺: 详细解析了“自顶向下”(Top-Down)和“自底向上”(Bottom-Up)两种TSV制造路线。讨论了深孔刻蚀(Deep Etching)、绝缘层的形成(LPCVD/PECVD)以及后续的再布线工艺。 HBM的架构与优势: 阐述了HBM如何通过将多个DRAM堆叠并通过TSV连接到逻辑芯片(Base Die)上来提供极高的I/O带宽。分析了HBM与传统DDR内存的带宽-功耗比差异。 TSV的电学特性: 探讨了TSV引入的寄生电容、电感和电阻对高速信号传输的影响,以及如何通过优化TSV的几何尺寸和布局来最小化信号延迟和串扰。 第三部分:下一代封装技术的展望 第6章:扇出型封装(Fan-Out)的深入应用 扇出型封装(FOWLP/FOPLP)因其无需晶圆级封装的衬底(即直接在重布线结构上构建封装)而提供了更高的集成密度和更低的成本潜力。 模塑与重配(Mold & Reconstitution): 详述了扇出型封装中的芯片再构建步骤,这是实现高密度布线的关键。 扇出型晶圆级封装(FOWLP): 重点分析了TSMC的InFO(Integrated Fan-Out)和Intel的EMIB(Embedded Multi-die Interconnect Bridge)等商业化技术的原理和优势,特别是它们在实现高密度互连和优异热性能方面的表现。 第7章:高密度互连与材料创新 本章展望了未来五年内可能成熟的关键技术,聚焦于突破现有布线瓶颈的材料和结构创新。 超细间距混合键合(Ultra-Fine Pitch Hybrid Bonding): 讨论了如何通过优化表面等离子体处理和施加精确的键合压力,实现<5微米的间距,这对于下一代微处理器和图像传感器至关重要。 柔性电子与可穿戴设备中的封装: 探讨了聚合物基板和薄膜封装技术在实现轻量化、可弯曲设备中的应用,以及对材料介电性能的特殊要求。 先进测试与良率提升: 介绍了在系统级封装中进行端到端测试(Test-at-Package Level)的挑战,包括探针台的兼容性、热/机械测试的复杂性,以及如何利用AI/ML技术在早期制造阶段预测封装缺陷。 --- 目标读者: 半导体集成电路设计工程师、封装工艺研发人员、材料科学家、电子系统架构师以及从事微电子制造的高级技术人员和研究生。本书提供了从物理原理到工程实践的全面知识体系,是理解和掌握现代电子系统性能提升核心驱动力的重要参考资料。

作者简介

黄石生,男,出生于广东大埔,1964年7月毕业于华南理工大学机械工程系,教授、博士生导师,原副校长兼惠州大学校长、国家科学基金会评委、机械工程学会理事、焊接学会常务理事、全国电焊机专委会副主任,从事弧焊电源设备及机电一体化的教学科研工作,先后承担和完成国家和地方科研三十多项,并以首创逆变焊接电源和应用于机器人焊接及焊接过程智控技术为特色。获得国家发明奖、曾获省部级科技进步二三等奖十六项,专利七项,发表论文350篇、著作8本。

目录信息

序前言绪论第1章 焊接电弧及其电特性1.1焊接电弧的物理本质和引燃1.2焊接电弧的结构和伏安特性1.3交流电弧1.4焊接电弧的分类及其特点思考题第2章 对弧焊电源的基本要求2.1对弧焊电源空载电压和外特性的要求2.2对弧焊电源调节性能的要求2.3对弧焊电源动特性的要求思考题第3章 弧焊变压器3.1弧焊变压器的基本原理和分类3.2串联电抗器式弧焊变压器3.3动铁心式弧焊变压器3.4动线圈式弧焊变压器3.5抽头式弧焊变压器思考题第4章 直流弧焊发电机与硅弧焊整流器4.1直流弧焊发电机的基本原理和分类4.2典型的直流弧焊发电机4.3硅弧焊整流器的组成和分类4.4普通硅弧焊整流器4.5磁放大器式弧焊整流器4.6有反馈磁放大器式弧焊整流器4.7交直流两用及脉冲式硅弧焊整流器思考题第5章 晶闸管弧焊整流器5.1概述5.2晶闸管式弧焊整流器主电路5.3晶闸管移相触发电路5.4晶闸管式弧焊整流器外特性的控制方法5.5晶闸管式脉冲及矩形波交流弧焊电源5.6晶闸管式弧焊整流器典型产品简介思考题第6章 弧焊逆变器6.1弧焊逆变器概述6.2晶闸管式弧焊逆变器6.3晶体管式弧焊逆变器6.4场效应管式弧焊逆变器6.5 IGBT式弧焊逆变器6.6软开关型弧焊逆变器思考题第7章 弧焊电源的数字化控制7.1弧焊电源控制系统的概述7.2弧焊电源数字化控制系统的关键技术7.3弧焊电源的单片机控制7.4弧焊电源的全数字化控制7.5弧焊电源的智能控制7.6数字式控制弧焊电源产品简介7.7本章小结思考题第8章 弧焊电源的选择和使用8.1弧焊电源的选择8.2弧焊电源的安装和使用8.3节约用电和安全用电 思考题附录附录A电焊机型号编制方法附录B常用弧焊电源的主要技术数据参考文献符号说明
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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我对工业自动化和智能制造领域一直保持着高度的关注,而《弧焊电源及其数字化控制》这本书的标题,无疑触及到了这个领域的一个重要分支。我一直认为,传统的焊接工艺很大程度上依赖于操作者的经验和技能,而数字化控制的引入,是否意味着焊接过程将变得更加可预测、可重复,甚至可以被“编程”?我希望能从书中了解到,数字化控制是如何从根本上改变弧焊电源的工作方式的。它是否涉及到更先进的电源拓扑结构,以及如何通过数字信号处理技术实现对输出特性的精确控制?我尤其好奇,书中会如何阐述数字化控制在提高焊接质量方面的具体表现。例如,是否能够实现对焊弧的精细调节,以适应不同材料、不同接头的焊接需求,从而获得更均匀、更致密的焊缝?我期待书中能有相关的实例分析,展示数字化控制在精密焊接、自动化焊接生产线等场景下的应用价值。同时,我也对数字化控制在提高生产效率、降低能耗以及提升设备可靠性等方面带来的潜在优势感到浓厚兴趣。

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这本书的标题《弧焊电源及其数字化控制》让我眼前一亮,感觉它触及到了制造业中最具活力的前沿技术之一。我一直对工业自动化和智能化生产很感兴趣,而弧焊作为制造业中不可或缺的工艺,其电源的数字化控制无疑是提升效率和质量的关键。我非常期待这本书能详细解释,究竟什么是“数字化控制”在弧焊电源中的具体含义。它是否意味着可以通过软件来设定和优化焊接参数,从而获得比传统人工控制更稳定、更精确的焊接效果?我希望书中能介绍一些典型的数字化控制架构,比如基于DSP或FPGA的实现方式,以及它们如何精确地管理输出的电流和电压波形。我更关注的是,这种数字化控制能否带来实际的效益,比如提高焊接速度,减少焊接缺陷,降低能源消耗,或者实现远程监控和故障诊断。

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这本书的标题,《弧焊电源及其数字化控制》,一下子就激起了我对现代焊接技术的好奇心。作为一个对工程技术领域有着广泛兴趣的读者,我一直认为,传统的焊接方式虽然成熟,但在面对日益复杂的工业需求时,显得有些力不从心。而“数字化控制”这个词,在我看来,预示着一种全新的、更智能的焊接模式。我非常希望这本书能够详细介绍,数字化控制是如何被应用于弧焊电源的。它是否意味着我们可以通过更精细的参数设定,来达到对焊接电弧的精准控制,从而保证焊缝的质量和一致性?我尤其期待书中能够探讨,数字化控制在提高焊接效率、降低能耗以及提升操作安全性方面所带来的实际效益。同时,我也希望能从书中了解到,这种先进的控制技术是如何在实际的工业生产中得到应用的,例如在汽车制造、航空航天等对焊接精度要求极高的领域。

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这本书的标题《弧焊电源及其数字化控制》一下子就抓住了我的眼球。作为一个在金属加工领域摸爬滚打多年的老技师,我深知一个稳定可靠的弧焊电源对于焊接质量的重要性,但对于“数字化控制”这个概念,我一直觉得有些遥远和抽象。我希望这本书能够清晰地阐述,这些所谓的“数字化控制”到底是如何改变传统的弧焊过程的。是不是意味着我们可以通过编程来设定焊接参数,从而达到更精准的控制?比如,在焊接不同厚度的钢板时,是否可以通过数字化系统自动调整电流、电压和焊接速度,以达到最佳的熔深和焊缝成型?我更关心的是,这种数字化控制是否能够带来更显著的经济效益。能否通过优化焊接工艺,减少材料浪费,提高生产效率?书中是否会介绍一些实际的应用案例,比如在汽车制造、航空航天等对焊接精度要求极高的行业,数字化控制的弧焊电源是如何发挥作用的?我希望能看到具体的图表、数据和对比分析,来证明数字化控制的优越性。此外,我也对数字化控制系统的维护和故障排除感到好奇。一旦系统出现问题,我们应该如何快速有效地解决?这本书能否为我们提供一些实用的指导?我希望作者能够站在一线操作者的角度,用他们能够理解的语言来讲解这些技术,而不是仅仅停留在理论层面。

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作为一名对先进制造技术领域充满好奇的学习者,我一直关注着工业生产中的技术革新。《弧焊电源及其数字化控制》这个标题,让我联想到自动化和智能化在焊接领域的深度融合。我非常希望这本书能够深入地介绍弧焊电源的基本原理,并重点阐述“数字化控制”是如何改变传统焊接模式的。我猜测书中会详细讲解数字化控制系统如何实现对焊接参数(如电流、电压、脉冲频率、脉冲宽度等)的精准调控,以及这些参数的精确调整如何影响焊缝的质量和力学性能。我尤其希望看到书中能够介绍一些先进的控制策略和算法,例如基于模型预测控制或自适应控制的方法,是如何被应用于弧焊电源的。同时,我也对数字化控制如何实现电弧的稳定性和可重复性,以及如何减少焊接过程中的缺陷(如气孔、裂纹、夹渣等)感到好奇。

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这本书的封面设计就足够吸引我了,一种沉稳的蓝色搭配着简洁的银色字体,仿佛暗示着其内在内容的专业与深入。我平时接触的都是一些比较基础的焊接知识,对于弧焊电源这类专业设备了解不多,但一直对它的工作原理以及在现代工业生产中的应用感到好奇。尤其是“数字化控制”这个词,在我看来,这代表着一种技术革新,是将传统工艺与尖端技术相结合的产物,这让我对书中的内容充满了期待。我猜测书中会详细介绍不同类型的弧焊电源,比如直流电源、交流电源,甚至是脉冲电源,它们各自的工作特点、适用范围以及核心技术。更重要的是,它可能会深入探讨数字化控制是如何实现的,例如是否涉及到微处理器、DSP芯片、PLC等,以及这些技术如何优化焊接过程,提高焊接质量,降低能耗。我个人比较关注在复杂环境下的焊接应用,比如船舶制造、桥梁建设等,这些场景对焊接的稳定性和可靠性要求极高,所以我希望书中能有相关的案例分析,展示数字化控制在这些极端条件下的优势。同时,我希望作者能用通俗易懂的语言来解释一些复杂的概念,避免过于晦涩的专业术语,让我这个非专业读者也能有所收获。毕竟,一本好的技术书籍,不仅要内容扎实,更要具备良好的可读性。我对这本书的出版充满了欣喜,也希望它能成为我深入了解弧焊技术的一个重要起点,为我的工作或学习提供宝贵的知识财富。

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我一直对现代工业生产中的核心技术抱有浓厚的兴趣,而《弧焊电源及其数字化控制》这个书名,恰好触及到了我一直想深入了解的领域。我了解到,传统的弧焊很大程度上依赖于操作者的经验,而“数字化控制”听起来就像是为焊接过程注入了“智慧”和“精确性”。我希望这本书能够详细阐述,这种“数字化控制”到底是如何实现的,它是否涉及到更先进的电子元器件和控制算法?我特别关注的是,数字化控制如何能够显著提升焊接质量,比如通过对电弧的实时监测和调整,来保证焊缝的均匀性、强度和外观。我希望书中能提供一些实际的应用案例,展示数字化控制的弧焊电源在汽车制造、航空航天、精密机械等对焊接精度要求极高的行业中的表现。此外,我也对数字化控制如何提高生产效率、降低能耗以及实现焊接过程的智能化管理方面的内容充满期待。

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我一直对先进的制造技术抱有浓厚的兴趣,而“弧焊电源及其数字化控制”这个书名,让我觉得它触及到了工业生产的核心。我了解到,传统的弧焊很多时候依赖于技师的经验,而数字化控制听起来像是为焊接工艺注入了“智慧”。我迫切想知道,这种智慧体现在哪里?它是否意味着我们可以通过更精细的参数设置,来克服材料特性、环境变化等不利因素,从而保证焊接质量的稳定性和一致性?我特别好奇,书中对于“数字化控制”的实现机制是如何解释的。是基于某种先进的算法,还是通过物联网技术将焊接设备与整个生产流程连接起来?我想了解,数字化控制如何实现对焊接电弧的实时监测和反馈,并根据反馈信息自动调整焊接参数,以达到最佳的焊接效果。例如,在进行精密焊接时,是否可以通过数字化控制精确控制电弧的长度、形状,甚至焊点的温度,从而避免焊缝缺陷?我希望书中能够提供一些具体的控制策略和算法原理的介绍,哪怕是概念性的介绍,也能让我对这个技术有一个初步的了解。同时,我也希望书中能探讨数字化控制在提高焊接效率、降低能耗以及提升工人操作安全性方面所能带来的实际效益。

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作为一名对机械工程领域充满好奇的学生,我一直关注着工业技术的进步。《弧焊电源及其数字化控制》这个书名,让我联想到自动化和智能化在焊接领域的应用。我希望这本书能够深入浅出地讲解弧焊电源的工作原理,特别是不同类型电源的优缺点。而“数字化控制”这个部分,更是我关注的焦点。我猜测书中会介绍数字化控制如何实现对焊接参数的精确调控,比如电压、电流、脉冲频率、脉冲宽度等,以及这些参数的调整如何影响焊缝的质量和性能。我特别希望看到书中能够介绍一些典型的数字化控制系统架构,比如基于微控制器(MCU)、数字信号处理器(DSP)或现场可编程门阵列(FPGA)的控制方案。是否会涉及到传感器技术,用来实时监测电弧的形态、温度、甚至焊池的熔化金属状态?以及这些信息如何被数字化处理并用于反馈控制。我憧憬着书中能够提供一些仿真模拟的案例,展示数字化控制如何优化焊接过程,提高焊接效率,降低返修率。我也想了解,数字化控制是否能够实现智能诊断和远程监控,从而提高设备的维护效率和可靠性。

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这本书的标题《弧焊电源及其数字化控制》对我来说,就像打开了一扇通往更深层次工业技术世界的大门。我是一名对工业生产过程中的精密控制和自动化技术颇感兴趣的爱好者,而弧焊作为制造业中不可或缺的一环,其电源的数字化控制无疑代表着技术的前沿。我迫切希望这本书能够详细介绍各种弧焊电源的基本原理,例如它们是如何产生和维持弧焊的,以及不同类型弧焊电源(如MIG/MAG、TIG、SMAW等)的特点。而“数字化控制”这个概念,更是让我充满了探究的欲望。我猜测书中会深入讲解数字化控制是如何实现对焊接参数的精准控制,比如通过微处理器或者DSP芯片来管理电流、电压、脉冲波形等。我希望能够看到书中提供一些具体的控制算法和实现方式的介绍,例如PID控制、模糊逻辑控制或者自适应控制等,是如何被应用于弧焊电源的。我更希望能了解到,这种数字化控制是如何提升焊接质量的,比如实现更稳定的电弧、更优化的熔池管理,以及减少焊接飞溅等。

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