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第1章 绪论 1

1.1 焊接结构和焊接生产的发展 1

1.1.1 焊接结构的发展 1

1.1.2 焊接生产的发展 2

1.2 焊接结构的特点、分类与相关标准 3

1.2.1 焊接结构的优点 3

1.2.2 焊接结构存在的问题 4

1.2.3 焊接生产的特点 4

1.2.4 焊接结构的分类 5

1.2.5 焊接结构设计和制造的相关标准 6

1.3 焊接结构制造的安全注意事项 8

1.3.1 焊接的危险和有害因素 8

1.3.2 焊接生产的安全技术 8

1.3.3 焊接生产的劳动卫生 9

1.4 焊接结构的图样表示法 10

1.4.1 基本符号 10

1.4.2 补充符号 10

1.4.3 指引线、尺寸符号及数据 15

第2章 焊接结构中的应力与变形 18

2.1 焊接应力与变形概述 18

2.1.1 应力与变形的基本概念 18

2.1.2 构件中焊接应力与变形的产生 20

2.2 焊接残余应力 26

2.2.1 焊接残余应力的分布 26

2.2.2 焊接残余应力对焊接结构的影响 36

2.2.3 预防和消除焊接残余应力的措施 37

2.2.4 焊接残余应力的测定 47

2.3 焊接残余变形 52

2.3.1 焊接残余变形的分类及其影响 52

2.3.2 各种焊接残余变形的产生及变形值的估算 53

2.3.3 预防和消除焊接残余变形的措施 64

第3章 焊接结构的脆性断裂 81

3.1 结构的脆性断裂事故及其特征 81

3.2 金属材料脆性断裂的能量理论 83

3.3 金属材料脆性断裂及其影响因素 84

3.3.1 金属材料断裂的基本概念 84

3.3.2 典型的断裂机制 85

3.3.3 影响金属材料脆性断裂的主要因素 87

3.4 影响焊接结构脆性断裂的因素 91

3.4.1 焊接结构的特点对脆性断裂的影响 92

3.4.2 焊接结构制造工艺的特点对脆性断裂的影响 92

3.5 焊接结构防脆性断裂设计准则及相关的评定方法 97

3.5.1 焊接结构防脆性断裂的设计准则 97

3.5.2 断裂评定方法 98

3.5.3 典型试验方法介绍 100

3.6 防止焊接结构发生脆性断裂的途径 109

3.6.1 正确、合理地选用材料 109

3.6.2 采用合理的焊接结构设计 113

3.6.3 合理安排结构制造工艺 116

第4章 焊接结构的疲劳 117

4.1 焊接结构的疲劳概述 117

4.1.1 疲劳断裂事例 117

4.1.2 焊接结构常见的疲劳类型 118

4.2 疲劳断裂的过程和断口特征 120

4.2.1 疲劳断裂的过程 120

4.2.2 疲劳断口的特征 121

4.3 疲劳载荷及设计方法 123

4.3.1 应力循环特征及S-N曲线 123

4.3.2 疲劳设计 127

4.4 断裂力学在疲劳裂纹扩展研究中的应用 145

4.4.1 裂纹的亚临界扩展 145

4.4.2 疲劳裂纹扩展特性da／dN-ΔK曲线的一般关系 147

4.4.3 疲劳裂纹扩展寿命的估算 149

4.5 低周疲劳 149

4.5.1 表征低周疲劳的滞后回线 150

4.5.2 循环硬化与循环软化 150

4.5.3 Δεt-N曲线 151

4.6 影响焊接结构疲劳强度的因素 152

4.6.1 应力集中的影响 152

4.6.2 近缝区金属性能变化的影响 155

4.6.3 残余应力的影响 156

4.6.4 其他因素的影响 158

4.7 提高焊接接头疲劳强度的措施 160

第5章 焊接结构在环境介质作用下的破坏及高温力学性能 166

5.1 应力腐蚀破坏 166

5.1.1 应力腐蚀及应力腐蚀破坏 166

5.1.2 焊接结构的应力腐蚀破坏 167

5.1.3 应力腐蚀断裂的机理及断口特征 168

5.1.4 断裂力学在结构抗应力腐蚀中的应用 170

5.1.5 防止焊接结构产生应力腐蚀的措施 173

5.2 氢脆 176

5.2.1 氢脆的类型及特征 176

5.2.2 氢脆机理 178

5.2.3 影响材料氢脆的外部因素 178

5.2.4 应力腐蚀开裂和氢脆的关系 179

5.3 焊接接头的高温性能 180

5.3.1 蠕变及蠕变曲线 180

5.3.2 高温蠕变性能 180

第6章 焊接结构设计概论 183

6.1 焊接结构的设计特点 183

6.1.1 焊接结构设计的内容 183

6.1.2 焊接结构设计的基本要求和遵循原则 183

6.2 焊接结构常用的设计方法 184

6.3 焊接接头和结构细节设计 189

6.3.1 焊接接头 189

6.3.2 焊接接头的设计和焊接结构细节的设计 195

第7章 梁、柱和桁架类焊接结构的设计与生产 205

7.1 焊接梁、柱和桁架的结构特点、用途和种类 205

7.1.1 焊接梁 205

7.1.2 焊接柱和桁架 209

7.2 焊接梁、柱和桁架的结构设计 212

7.2.1 焊接梁的设计 212

7.2.2 焊接柱及桁架的设计 232

7.3 典型焊接梁、柱及桁架的焊接生产 237

7.3.1 焊接梁的生产 237

7.3.2 焊接柱和桁架的生产 240

第8章 典型焊接容器的设计与制造 242

8.1 容器类焊接结构 242

8.1.1 储罐类焊接容器 242

8.1.2 工业锅炉及电站锅炉锅筒 245

8.1.3 化工反应类容器 247

8.1.4 冶金建筑和建材工业设备 250

8.1.5 特殊用途的焊接容器 250

8.2 焊接容器的设计计算 252

8.2.1 薄壁容器的设计计算理论 252

8.2.2 关于钢制压力容器的设计规定 255

8.2.3 容器的开孔补强和容器焊接接头的设计特点 260

8.2.4 厚壁圆筒的应力分析及设计 268

8.3 典型焊接容器的焊接生产 274

8.3.1 立式圆筒（柱）形容器的焊接生产 274

8.3.2 卧式圆筒容器的焊接生产 276

8.3.3 核容器和加氢反应器等厚壁圆筒的焊接生产 277

8.3.4 球形储罐的焊接生产 282

第9章 汽车和列车车身结构的生产 285

9.1 汽车车身焊接结构的特点 285

9.1.1 概论 285

9.1.2 车身的功用及其结构特点 285

9.1.3 汽车车身设计的特点 286

9.1.4 汽车车身的结构特点 291

9.2 轿车车身焊接结构的设计与制造 294

9.2.1 轿车车身（白车身）焊接结构的设计特点 294

9.2.2 轿车白车身的制造特点 295

9.3 铁路车辆焊接结构的特点 299

9.3.1 铁路车辆的分类 299

9.3.2 一般铁路车辆的组成 300

9.4 客车和动车组的焊接结构及制造特点 303

9.5 铁路货车焊接结构的设计与制造 305

9.5.1 敞车车底架的结构特点与焊接生产 305

9.5.2 敞车墙体的结构特点与焊接生产 307

第10章 复合结构及焊接机器件的生产 310

10.1 复合结构及焊接机器件的结构 310

10.1.1 复合结构及其优越性 310

10.1.2 复合结构及焊接机器件的特点 311

10.1.3 某些复合结构焊接机器件的设计 314

10.2 复合结构及焊接机器件的焊接生产 324

10.2.1 水轮机转轮的焊接生产 324

10.2.2 60000kN自由锻造水压机下横梁的焊接生产 326

10.2.3 40000kN冲压机床身的装配-焊接 330

10.2.4 4000～7000马力（2.94～5.15MW）柴油机机体和汽车传动桥的焊接生产 331

10.2.5 焊接汽轮机（燃气轮机）零件的制造 333

10.2.6 水轮机主轴的制造 334

参考文献 335