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第1章 焊接结构概述 1

1.1 焊接结构特点及类型 2

1.1.1 焊接结构的特点 2

1.1.2 焊接结构的类型 3

1.1.3 典型建筑焊接结构 4

1.2 焊接结构常用金属材料 11

1.2.1 焊接结构对钢材的要求 11

1.2.2 焊接结构选材的基本原则 13

思考题 16

第2章 焊接应力与变形 17

2.1 焊接内应力与变形 17

2.1.1 应力、应变基本概念 17

2.1.2 自由杆件模型及自由变形率、外观变形率和内部变形率 17

2.1.3 三杆件模型 18

2.2 焊接热应力与变形产生原因 19

2.2.1 焊接热应力 19

2.2.2 研究焊接应力与变形的基本假定 20

2.3 焊接应力与变形的形成过程 20

2.3.1 长板条中心加热 20

2.3.2 长板条单侧加热 22

2.4 焊接结构中形成的应力与变形 23

2.4.1 焊接应力与变形的影响因素及受约束杆件应力应变演化过程 23

2.4.2 焊接应力与变形的演化过程 23

2.4.3 焊接热应变循环 25

2.4.4 热循环过程中材料性能的变化 27

2.5 焊接残余应力 27

2.5.1 纵向残余应力的分布 28

2.5.2 横向残余应力的分布 29

2.5.3 厚板中的残余应力 31

2.5.4 拘束状态下焊接的内应力 32

2.5.5 封闭焊缝引起的内应力 33

2.5.6 相变应力 33

2.6 焊接残余应力对构件的影响 36

2.6.1 残余应力对构件承载力的影响 36

2.6.2 残余应力对结构脆性断裂的影响 36

2.6.3 残余应力对结构疲劳强度的影响 37

2.6.4 残余应力对构件刚度的影响 37

2.6.5 残余应力对受压杆件稳定性的影响 38

2.6.6 残余应力对应力腐蚀的影响 38

2.6.7 残余应力对构件精度和尺寸稳定性的影响 38

2.7 焊接变形 39

2.7.1 焊接变形的分类 39

2.7.2 纵向收缩变形及其引起的挠曲变形 41

2.7.3 横向收缩变形及其引起的挠曲变形 43

2.7.4 角变形 48

2.7.5 薄壁焊接构件的翘曲（波浪变形） 50

2.7.6 焊接错边和扭曲变形 52

2.7.7 焊接变形的影响因素 53

2.7.8 焊接变形量的控制 54

2.8 焊接应力的调控和消除 55

2.8.1 焊接过程中应力的调控 55

2.8.2 焊接残余应力的消除 58

2.9 焊接变形的控制和消除 60

2.9.1 设计和制造阶段采取的措施 60

2.9.2 焊后矫形的措施 65

思考题 66

第3章 焊接接头断裂 68

3.1 焊接接头的基本形式 68

3.1.1 焊接接头类型 68

3.1.2 焊缝的类型 72

3.2 焊接接头脆性断裂 74

3.2.1 脆性断裂事故分析 74

3.2.2 脆性断裂断口形貌特征 75

3.2.3 影响脆性断裂的原因 77

3.2.4 焊接结构抗脆断性能的评定 81

3.2.5 防止脆性断裂的措施 84

3.3 焊接接头的疲劳断裂 86

3.3.1 疲劳断裂事故案例 87

3.3.2 疲劳强度和疲劳极限 87

3.3.3 疲劳断裂过程及断口形貌特征 88

3.3.4 影响焊接接头疲劳强度的因素 92

3.3.5 提高焊接接头疲劳强度的措施 97

思考题 99

第4章 焊接接头设计与焊接工艺评定 100

4.1 焊接接头设计 100

4.1.1 焊接接头的设计原则 100

4.1.2 焊接接头设计的内容与准则 101

4.1.3 焊接坡口的设计与选择 101

4.1.4 接头形式和坡口类型 102

4.2 焊接接头静载强度计算 103

4.2.1 常用焊接接头的工作应力分布 103

4.2.2 焊接接头静载强度计算的假定 106

4.2.3 对接、搭接和T形接头焊缝强度计算 106

4.3 焊接工艺评定 110

4.3.1 焊接工艺评定目的和意义 111

4.3.2 焊接工艺评定方法 111

4.4 焊接结构工艺审查 117

4.4.1 焊接结构工艺性审查目的 117

4.4.2 焊接工艺性审查的内容 118

4.4.3 焊接结构生产工艺规程的内容 123

4.4.4 焊接工艺规程的编制程序 124

4.4.5 焊缝标注 126

思考题 135

第5章 焊接结构生产工艺 137

5.1 焊接结构生产组织 137

5.1.1 生产过程的空间组织 137

5.1.2 生产过程的时间组织 139

5.2 焊接结构生产工艺过程 140

5.2.1 钢材的变形矫正 141

5.2.2 钢材的预处理 144

5.2.3 焊接结构零件备料工艺 146

5.2.4 零件的成形加工工艺 155

5.2.5 零件的拉深成形 162

5.2.6 其他零件成形方法 164

5.2.7 焊接结构的装配 165

思考题 170

第6章 焊接夹具设计与焊接机械装备 173

6.1 焊接与装配夹具设计 173

6.1.1 夹具概述 173

6.1.2 装配夹具的分类和组成 174

6.1.3 装配夹具的设计要求 174

6.1.4 定位元件设计 178

6.1.5 夹紧机构设计 185

6.1.6 夹具体设计 204

6.2 焊接夹具设计实例 205

6.2.1 摇臂焊接夹具结构分析 205

6.2.2 绘制夹具草图 209

6.2.3 绘制装配图 209

6.2.4 绘制零件图 209

6.3 装配-焊接机械装备 210

6.4 焊接变位机械 212

6.4.1 焊件变位机械 212

6.4.2 焊机变位机械 213

6.4.3 焊工变位机械 215

6.4.4 焊接机器人 215

思考题 216

第7章 焊接结构生产实例 218

7.1 压力容器焊接生产 218

7.1.1 压力容器概述 218

7.1.2 压力容器的分类 218

7.1.3 压力容器的主要参数 220

7.1.4 压力容器的基本结构形式 221

7.1.5 压力容器的组成 222

7.1.6 压力容器焊接接头的分类 226

7.1.7 分汽缸压力容器焊接生产 228

7.2 桥式起重机主梁焊接生产 231

7.2.1 桥式起重机的结构 231

7.2.2 桥式起重机桥架组成及主要部件的结构特点和技术要求 231

7.2.3 桥式起重机主梁的制造工艺 234

思考题 237

第8章 焊接结构生产管理与安全 239

8.1 现代企业管理概述 239

8.1.1 5S企业管理模式 239

8.1.2 精益管理模式 240

8.2 焊接生产管理 240

8.2.1 焊接生产质量保证体系 240

8.2.2 焊接材料的管理 241

8.2.3 焊工档案管理制度 244

8.3 焊接生产安全 244

8.3.1 国家安全生产条例 244

8.3.2 生产安全用电 245

8.4 焊工劳动卫生防护与现场急救处理 248

8.4.1 焊工劳动卫生防护 248

8.4.2 焊工个人防护 252

思考题 253

参考文献 254