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第一章 绪论 1

1.1 焊接的发展简史和分类 1

一、焊接的发展简史 1

二、焊接方法分类 2

1.2 焊接方法及其选择 5

一、焊接方法 5

二、焊接方法的选择 9

1.3 焊接技术的新发展 19

一、提高生产率 19

二、提高自动化水平 19

三、扩大计算机的应用 20

四、扩大焊接机器人的应用 20

五、开发新的焊接方法和新的热源 21

第二章 焊接冶金 22

2.1 焊接化学冶金过程 22

一、焊接化学冶金过程的特点 22

二、气体与金属的作用 24

三、熔渣与金属的作用 30

四、焊接脱氧过程 36

五、焊接过程中的硫、磷控制 38

六、焊缝金属的合金化 39

2.2 焊接结晶过程 43

一、焊接熔池的一次结晶 43

二、焊缝中的偏析 45

三、焊缝中的夹杂 46

四、焊缝金属的二次结晶 47

五、焊缝金属组织的调整及改善 47

六、焊接热影响区 48

2.3 焊接裂纹 55

一、焊接热裂纹 57

二、焊接冷裂纹 60

三、再热裂纹 63

四、层状撕裂 64

五、应力腐蚀裂纹 67

第三章 手弧焊 71

3.1 手弧焊特点及操作工艺 71

一、手弧焊特点 71

二、引弧方式 71

三、焊条运动(运条)方式 71

四、焊缝的起焊、衔接和收尾 73

五、焊接接头、坡口、焊缝的基本形式 74

六、直流弧焊时电弧偏吹及克服办法 75

七、平对焊和角焊时焊条的操作角度 76

八、常用焊钳的型号规格 76

九、面罩及护目镜滤光片型号选择 77

十、焊接电缆的选用 77

十一、交流弧焊机电缆放置的影响 78

3.2 手弧焊焊接规范选择 78

一、焊条直径的选择 78

二、焊接电流强度的选择 79

三、电弧电压的选择 79

四、焊接速度的选择 79

五、焊接电流种类和极性的选择 80

六、手工电弧焊规范参考值 80

3.3 焊条 83

一、焊芯 83

二、药皮 84

三、焊条分类和型号、代号 89

四、焊条牌号的分类及表示方法 96

五、焊条长度的规定 119

六、焊条的选用、检查和保管 120

3.4 焊缝质量及检验 122

一、焊缝质量 122

二、焊缝质量的检验 123

第四章 埋弧焊 125

4.1 埋弧焊原理及特点 125

一、埋弧焊的原理 125

二、埋弧焊自动调节的两种基本类型 125

三、埋弧焊的特点 127

四、埋弧焊的应用范围 128

五、埋弧焊工艺参数 128

4.2 埋弧焊工艺及参数选择 133

一、对接接头单面焊 134

二、对接接头双面焊 136

三、角焊缝的焊接 138

四、多丝埋弧焊工艺 139

五、手工操作的埋弧焊工艺 140

六、埋弧焊常见缺陷产生原因及预防措施 141

4.3 焊丝 143

一、焊丝的使用范围 143

二、钢焊丝的类型及化学成分 143

三、日本部分焊丝的种类、代号及成分 147

四、美国部分焊丝的种类、代号及成分 147

4.4 埋弧焊剂 150

一、对埋弧焊剂的基本要求 150

二、埋弧焊剂的分类 150

三、主要国产埋弧焊剂的类型和成分 151

四、国产焊剂牌号的表示方法 152

五、常用埋弧焊剂的用途及其配用焊丝 154

六、焊剂中SiO2含量对硅过渡量［△Si］的影响 155

七、焊剂中MnO含量对锰过渡量［△Mn］的影响 155

八、焊接电流对硅和锰过渡量的影响 155

九、电弧电压对硅和锰过渡量的影响 156

十、焊剂中二氟化钙含量对焊缝气孔的影响 157

十一、焊剂产生CO2气体对焊缝金属含［H］量的影响 157

十二、焊剂用前烘干的条件 158

十三、焊剂粒度的选择 158

4.5 埋弧焊设备 158

一、手工操作的埋弧焊机 159

二、自动埋弧焊机 159

三、MZ-1000型焊机介绍 159

四、埋弧焊机的导电嘴 165

五、埋弧自动焊夹具 166

六、工件变位装置 166

七、焊机变位装置 166

八、焊缝成形装置 169

第五章 气体保护焊 172

5.1 TIG焊 172

一、TIG焊的特点和应用 172

二、TIG焊工艺 173

三、TIG焊工艺参数的选择 180

四、常用材料钨极氩弧焊参考规范 183

五、脉冲钨极氩弧焊(简称CP-TIG) 187

六、钨极氩弧点焊 191

七、热丝氩弧焊 192

八、钨极氩弧焊设备 193

5.2 MIG焊 202

一、MIG焊原理及特点 202

二、MIG焊熔滴过渡形式 203

三、铝及铝合金不同过渡形式MIG焊规范参数 204

四、不锈钢MIG焊规范参数 209

5.3 MAG焊 212

一、MAG焊的特点和应用 212

二、常用材料的MAG焊规范 213

三、窄间隙NG-MAG焊 217

四、气电立(EGW)焊 221

5.4 CO2气体保护焊 222

一、CO2保护电弧焊的冶金特点 223

二、CO2保护焊熔滴过渡方式 223

三、CO2保护焊工艺参数选择 224

四、CO2气体保护焊参考规范 230

五、CO2气体保护焊焊丝 234

六、CO2气体 240

5.5 管状药芯焊丝气保焊 241

一、管状药芯焊丝气保焊原理、特点和用途 241

二、药芯焊丝 242

三、药芯焊丝气保焊工艺参数选择 250

四、药芯焊丝CO2保护焊 250

5.6 气保焊设备及保护气体 251

一、气保焊设备系统组成 251

二、气保焊电源 251

三、常用熔化极气保焊机型号和性能 253

四、熔化极气保焊供气与冷却系统 253

五、熔化极气保焊焊枪 256

六、保护气体的类型和特征 258

第六章 高能束焊接 262

6.1 等离子弧焊 262

一、等离子弧的形成 262

二、等离子弧的类型 263

三、等离子弧的特点 264

四、双弧现象 265

五、等离子弧焊的类型 267

六、等离子弧焊工艺 270

七、等离子弧焊工艺参数的选择 272

八、等离子弧焊设备 277

6.2 电子束焊接 286

一、电子束焊接原理 286

二、电子束焊接的特点 286

三、电子束焊接的类型 288

四、电子束焊接工艺 289

五、改善电子束焊接接头质量的措施 293

六、电子束焊接接头形式 294

七、异种材料电子束焊的可焊接性分析 297

八、电子束焊接常见缺陷分析 298

九、电子束焊接的应用 299

十、电子束焊机 299

6.3 激光焊接 305

一、概述 305

二、脉冲激光焊 307

三、连续激光焊 313

四、激光焊设备 319

第七章 压力焊 328

7.1 概述 328

7.2 电阻焊 328

一、定义 328

二、分类 329

三、点焊 331

四、凸焊 352

五、缝焊 357

六、对焊 365

7.3 高频焊 375

一、概述 375

二、高频焊接工艺 377

三、高频焊接的应用 378

四、高频焊设备 379

7.4 超声波焊接 381

一、概述 381

二、焊接工艺 382

三、常用材料的超声波焊 383

四、超声波焊机 385

7.5 扩散焊 387

一、概述 387

二、扩散焊的工艺参数 390

三、常用材料的扩散焊 392

四、扩散焊接头的质量检验 395

五、扩散焊接设备 395

7.6 摩擦焊 397

一、概述 397

二、焊接工艺及参数 398

三、摩擦焊设备 401

7.7 爆炸焊 403

一、概述 403

二、爆炸焊接工艺及参数 404

三、各种材料的爆炸焊及接头形式 405

第八章 钎焊 407

8.1 钎焊原理、特点及类型 407

一、钎焊原理 407

二、钎焊的特点 409

三、钎焊方法 410

四、钎焊方法的特点与应用 410

8.2 钎焊工艺 416

一、钎焊接头形式和装配间隙的选择 416

二、钎焊接头的装配定位、钎料放置及阻流剂的应用 420

三、钎焊表面准备 422

四、钎焊工艺参数选择 424

五、焊后焊缝清理 425

8.3 钎料 426

一、钎料的基本要求、分类和型号编制 426

二、硬钎料的成分、性能及用途 428

三、软钎料的成分、性能和用途 439

四、钎料的选择 447

8.4 钎剂(熔剂) 447

一、钎剂的作用、要求、分类和型号编制方法 447

二、软钎剂 449

三、硬钎剂 451

四、铝用钎剂和银用钎剂 452

五、气体钎剂 453

六、钎剂的选择 453

第九章 堆焊 454

9.1 概述 454

一、堆焊的应用 454

二、堆焊合金的使用性能 454

9.2 堆焊材料 456

一、堆焊材料的类型、性能和用途 456

二、铁基堆焊合金 456

三、钴基堆焊合金 471

四、镍基堆焊合金 473

五、铜基堆焊合金 474

六、碳化钨堆焊金属 476

七、堆焊金属材料的选择 478

9.3 堆焊工艺 480

一、堆焊的特点 480

二、堆焊方法的选择 481

三、手工电弧堆焊工艺 482

四、埋弧堆焊工艺 485

五、熔化极气体保护电弧堆焊工艺 488

六、钨极氩弧堆焊工艺 490

七、等离子弧堆焊工艺 491

八、电渣堆焊工艺 495

九、氧-乙炔堆焊工艺 495

十、激光耐磨处理 497

9.4 热喷涂 500

一、热喷涂层结构及喷熔的特征 500

二、常用热喷涂方法的原理、特点和用途 501

三、热喷涂工艺 502

第十章 金属材料的焊接 506

10.1 金属焊接性 506

一、焊接性的概念 506

二、焊接性的实验 508

三、主要焊接性实验方法 510

四、钢的碳当量公式 528

10.2 钢铁的焊接 530

一、碳素结构钢的焊接 530

二、低合金高强度钢的焊接 531

三、超高强度钢的焊接 545

四、耐热钢的焊接 552

五、耐蚀钢的焊接 559

六、低温用钢的焊接 570

七、铸铁焊补与焊接 572

10.3 非铁金属的焊接 583

一、铝及铝合金 583

二、铜及铜合金 593

三、钛及钛合金 600

四、镁及镁合金 607

五、镍及镍合金 611

六、钨、钼、钽、铌、锆及其合金 615

10.4 异种金属材料的焊接 620

一、异种钢的焊接 620

二、异种金属的焊接 622

第十一章 弧焊电源 628

11.1 概述 628

一、焊接电弧的形成 628

二、焊接电弧的电特性 631

三、交流电弧 632

四、对弧焊电源的基本要求 633

11.2 交流弧焊电源 638

一、交流弧焊电源的结构原理和类型 638

二、动圈式弧焊变压器的技术数据 640

三、动铁式和抽头式弧焊变压器的技术数据 641

11.3 直流弧焊发电机 642

一、直流弧焊发电机的类型和工作原理 642

二、差复激式弧焊发电机的技术参数 644

三、裂极式、换向极式直流弧焊发电机的技术数据 645

11.4 硅弧焊整流器 647

一、硅弧焊整流器基本原理 647

二、硅整流焊机的类型 647

三、动圆式硅弧焊整流器的特点、用途和技术数据 648

四、抽头式硅弧焊整流器的特点、用途及技术参数 649

五、磁放大器式硅弧焊整流器的特点、用途及技术参数 650

11.5 晶闸管弧焊电源 651

一、晶闸管弧焊电源的基本原理 651

二、晶闸管弧焊电源典型主电路形式 652

三、晶闸管弧焊电源的特点和应用范围 653

四、晶闸管弧焊电源的技术数据和用途 654

11.6 晶体管弧焊电源 655

一、晶体管弧焊电源的工作原理 655

二、晶体管弧焊电源的特点和用途 657

三、晶体管弧焊电源常用型号的技术参数 658

11.7 弧焊逆变电源 659

一、基本原理、逆变体制和类型 659

二、弧焊逆变器主电路 660

三、弧焊逆变电源的特点 663

四、弧焊逆变电源与传统弧焊电源的比较 664

五、弧焊逆变器的技术指标 664

11.8 矩形波弧焊电源 668

一、矩形波弧焊电源的工作原理和类型 668

二、矩形弧焊电源的特点和适用范围 668

三、矩形波交流弧焊电源的技术特性 670

11.9 脉冲弧焊电源 671

一、脉冲弧焊电源的原理和类型 671

二、脉冲弧焊电源的特点和应用范围 671

三、脉冲弧焊电源的技术特性 674

11.10 弧焊电源的选择 675

一、弧焊电源类型的选择 675

二、弧焊电源功率的选择 678

三、根据工作条件和节能要求选择电源 679

第十二章 气焊与热切割 680

12.1 气焊、气割用气体 680

一、乙炔 680

二、液化石油气 682

三、氧气 682

12.2 氧-乙炔焊接、切割用设备及工具 682

一、气焊设备 682

二、气割设备 687

12.3 液化石油气切割用设备及工具 690

一、液化石油气的供气设备 690

二、液化石油气割炬 691

三、辅助工具 692

12.4 气焊火焰 693

一、火焰的种类与性质 693

二、各种火焰的获得及其适用范围 695

12.5 气焊材料 696

一、焊丝 696

二、气焊熔剂 698

12.6 气焊工艺 701

一、气焊接头形式 701

二、气焊规范 703

三、常用材料的气焊 706

12.7 气割工艺 709

一、割嘴到切割工件表面的距离h 709

二、预热时间 710

三、切割速度 710

四、切割倾角 712

五、气割规范的选择 712

12.8 等离子切割 713

一、等离子弧切割方法 714

二、等离子弧切割工艺参数 715

三、等离子弧切割设备 717

12.9 激光切割 718

一、激光切割的特点 718

二、激光切割工艺参数 719

第十三章 焊接接头设计 722

13.1 焊接接头的基本类型及标注方法 722

一、焊接接头分类 722

二、熔焊接头的基本类型及工作应力分布 723

三、焊接接头的标注方法 734

13.2 焊接应力与变形 743

一、焊接残余应力 744

二、焊接残余变形 747

13.3 焊接接头的应力计算 753

一、电弧焊接头静载强度计算公式 753

二、点焊和缝焊接头的静载强度计算公式 759

三、角焊缝静载强度计算公式 761

四、焊缝许用应力 761

13.4 焊接接头的设计原则 763

一、设计焊接结构应满足的基本要求 763

二、焊接结构设计的基本原则 763

三、常用焊接接头设计注意事项 764

第十四章 焊接质量检验 768

14.1 焊接质量的保证 768

一、一般原则 768

二、对企业的要求 769

14.2 焊接缺陷 771

一、焊接缺陷分类 771

二、常见焊接缺陷 771

三、钢熔化焊接缺陷的分级(GB/T 12469) 776

14.3 焊接质量检验 778

一、焊前检验 779

二、焊接过程中的检验 780

三、焊后成品检验 780

14.4 常用非破坏性检验方法 781

一、外观检查和测量 781

二、密封性检验 783

三、耐压实验 786

14.5 无损探伤 787

一、焊接结构无损探伤概述 787

二、射线探伤 790

三、超声波探伤 799

四、磁粉探伤 806

五、渗透探伤 814

14.6 破坏检验 819

一、焊接接头力学性能实验 820

二、焊接接头的腐蚀实验 820

三、焊接接头的金相检验 821

第十五章 焊接安全与卫生 823

15.1 焊接作业的危险因素和有害因素 823

一、焊接作业的危险因素 823

二、焊接作业的有害因素 823

三、有关焊接作业的安全规程与标准 826

四、评价焊接作业环境的卫生标准 828

五、有关焊接作业可能发生的职业病 830

15.2 焊接安全技术 830

一、气焊与气割安全技术 830

二、电焊安全技术 834

三、高空焊接安全技术要点 837

四、焊接防火 837

15.3 焊接劳动保护 838

一、改善安全卫生条件的焊接技术措施 838

二、焊工防护用品 839

三、物理危害因素的防护 840

15.4 焊接作业场所的通风 842

一、焊接通风的特点与分类 842

二、全面通风 843

三、局部通风 844

四、小型电焊排烟除尘机组 845

15.5 常用焊接方法的安全与卫生防护要点 848

一、手弧焊 848

二、气焊、气割 848

三、二氧化碳气体保护焊 849

四、氨弧焊 849

五、等离子弧焊及切割 850

六、电阻焊 851

七、碳弧气刨 851

附录 852

附录一 焊接常用名词术语 852

附录二 焊接标准目录 855

附录三 铜及铜合金焊条不同标准型号对照表 858

附录四 电焊机型号编制方法(GB 10249-88) 859

附录五 电焊机产品系列型谱(JB/Z 152-81) 867

附录六 焊丝型号对照表(气保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝) 880

附录七 焊接与切割安全(GB 9448-88) 880

附录八 部分焊接专业设备、材料厂介绍 901

参考文献 915