焊接手册 第1卷 焊接方法及设备 第3版PDF电子书下载

第1章　焊接方法概述 1

1.1　焊接方法分类 1

1.2　焊接方法介绍 5

1.3　焊接方法的选择 9

1.4　焊接技术的新发展 14

参考文献 15

第1篇　电弧焊 19

第2章　弧焊电源 19

2.1 焊接电弧 19

2.1.1　焊接电弧的基本电特性 19

2.1.2　焊接电弧的动特性 22

2.1.3　焊接电弧分类 23

2.2　弧焊电源基础知识 23

2.2.1　基本特性与要求 23

2.2.2　弧焊电源的伏安特性 24

2.2.3　弧焊电源的动特性 26

2.2.4　负载持续率 27

2.2.5 弧焊电源的调节特性和额定电流 27

2.2.6　弧焊电源的空载电压 27

2.3　弧焊电源的分类 27

2.4　弧焊变压器 28

2.5　晶闸管整流式弧焊电源 31

2.5.1 晶闸管的基本工作原理 31

2.5.2　晶闸管整流式直流弧焊电源的基本工作原理 32

2.5.3　交直流两用方波弧焊电源 33

2.6　逆变式弧焊电源 36

2.6.1　直流逆变电源基本原理 37

2.6.2　直流脉冲电源 40

2.6.3　二次逆变交流方波电源 41

2.7　数字化焊接电源与焊机 42

2.7.1　数字化焊接电源 42

2.7.2　数字化焊机与数字化电源的关系 42

2.8　弧焊电源的安全使用与认证 43

2.8.1　安全使用 43

2.8.2　产品的认证 44

参考文献 47

第3章　焊条电弧焊 48

3.1 焊接电弧 49

3.1.1　电弧的静特性 49

3.1.2　电弧的温度分布 49

3.1.3　电弧偏吹 49

3.1.4　熔滴和熔池的作用力 50

3.2　焊接设备 51

3.2.1　基本焊接电路 51

3.2.2　弧焊电源 51

3.2.3　常用工具和辅具 52

3.3　焊条 55

3.3.1　焊条的组成及其作用 55

3.3.2　焊条分类、型号和牌号 57

3.3.3　焊条的选用原则 59

3.3.4　常用钢材的焊条选用 59

3.3.5　焊条的管理和使用 60

3.3.6　焊条消耗量计算 62

3.4　接头设计 64

3.4.1　接头形式 64

3.4.2　焊接位置 64

3.4.3　坡口形式 64

3.4.4　焊缝衬垫 65

3.5　焊接参数 66

3.5.1　焊条直径 66

3.5.2　焊接电流 66

3.5.3　电弧电压 67

3.5.4　焊接速度 67

3.5.5　焊缝层数 67

3.5.6　热输入 68

3.5.7　预热温度 68

3.5.8　后热与焊后热处理 68

3.6　焊接操作技术 68

3.6.1　基本操作技术 68

3.6.2　单面焊双面成形操作技术 72

3.6.3　管道立向下焊接技术 73

3.7　焊条电弧焊的特殊方法 74

3.7.1　重力焊 74

3.7.2　躺焊 76

3.8 常见的焊条电弧焊缺陷及防止措施 76

3.8.1　焊缝形状缺陷及防止措施 76

3.8.2　气孔、夹杂和夹渣及防止措施 77

3.8.3　裂纹产生的原因及防止措施 78

3.9　安全与防护技术 79

3.9.1 防止触电 79

3.9.2　防止弧光辐射 79

3.9.3 防止火灾 79

3.9.4　防止爆炸 80

3.9.5　防止有毒气体和烟尘中毒 80

参考文献 80

第4章　埋弧焊 81

4.1　埋弧焊原理及特点 81

4.1.1　埋弧焊原理和应用 81

4.1.2　埋弧焊的特点 82

4.1.3　埋弧焊的应用 83

4.2　埋弧焊电弧自动调节原理 83

4.2.1　埋弧焊对自动调节的要求 83

4.2.2　电弧自身调节系统 83

4.2.3　电弧电压反馈调节系统 86

4.3　埋弧焊设备 88

4.3.1　埋弧焊设备分类和结构 88

4.3.2　埋弧焊电源 88

4.3.3　埋弧焊控制系统 91

4.3.4　埋弧焊辅助设备 91

4.4　埋弧焊焊接参数及焊接技术 96

4.4.1　影响焊缝形状及性能的因素 96

4.4.2　自动埋弧焊工艺 100

4.4.3　半自动埋弧焊工艺 110

4.4.4　埋弧焊接头的基本形式 111

4.5　埋弧焊主要缺陷及防止 111

4.5.1 气孔 111

4.5.2　裂纹 111

4.5.3　夹渣 113

4.6　埋弧焊材料——焊丝、焊剂及选配 113

4.6.1 焊丝 113

4.6.2　焊剂 116

参考文献 122

第5章　钨极惰性气体保护焊 123

5.1 钨极惰性气体保护焊的原理、分类及特点 123

5.1.1　原理 123

5.1.2　分类 123

5.1.3　特点 123

5.2　钨极惰性气体保护焊的电流种类及极性选择 124

5.2.1　直流钨极氩弧焊 124

5.2.2　交流钨极氩弧焊 125

5.2.3　脉冲氩弧焊 128

5.3　钨极氩弧焊设备 129

5.3.1 焊接电源 130

5.3.2　引弧及稳弧装置 132

5.3.3　焊枪 134

5.3.4　供气系统和水冷系统 136

5.3.5　焊接程序控制装置 137

5.3.6　典型TIG焊焊机的技术数据 137

5.4　钨极和保护气体 138

5.4.1　钨极 138

5.4.2　保护气体 140

5.5　焊接工艺 141

5.5.1　接头及坡口形式 141

5.5.2　工件和填充焊丝的焊前清理 143

5.5.3　焊接参数的选取 143

5.5.4 脉冲氩弧焊的参数选择原则及步骤 148

5.5.5　操作技术 150

5.5.6　加强气体保护作用的措施 151

5.5.7 TIG焊常见缺陷产生的原因及预防措施 152

5.6　特种钨极惰性气体保护焊 153

5.6.1　TIG点焊 153

5.6.2　热丝TIG焊 154

5.6.3 双电极TIG焊 155

5.6.4　管-管TIG焊 155

5.6.5　空心阴极真空电弧焊 155

5.6.6 A-TIG焊 158

5.7　安全技术 160

5.7.1 TIG焊的有害因素 160

5.7.2　安全防护措施 161

5.8　生产实例 161

5.8.1 铝合金包壳核燃料元件端盖密封焊接 161

5.8.2　不锈钢薄板自动TIG焊 161

5.8.3　啤酒发酵罐制造 162

5.8.4　锅炉管道打底焊接 164

5.8.5 铝镁合金对接垂直固定焊单面焊双面成形 165

参考文献 168

第6章　等离子弧焊及切割 169

6.1　等离子弧工作原理 169

6.1.1　等离子弧的工作形式 169

6.1.2　等离子弧的类型 170

6.1.3　等离子弧的电流极性 170

6.2　等离子弧焊 171

6.2.1　基本焊接方法 171

6.2.2　等离子弧焊设备 174

6.2.3　焊接材料 180

6.2.4　焊接工装 182

6.2.5　焊接工艺 184

6.2.6　焊接缺陷 188

6.3　等离子弧切割 189

6.3.1　工作原理与切割特点 189

6.3.2　切割方法 190

6.3.3　切割设备 193

6.3.4　环境控制 195

6.3.5　切割工艺 195

6.3.6　切口质量 197

6.4　安全防护技术 199

6.4.1　防电击 199

6.4.2　防电弧光辐射 199

6.4.3　防灰尘与烟气 199

6.4.4　防噪声 199

6.4.5　防高频 199

参考文献 199

第7章　熔化极气体保护电弧焊 201

7.1　概述 201

7.2　基本原理 202

7.2.1　焊丝的加热与熔化 202

7.2.2　熔滴过渡 203

7.3　设备 207

7.3.1　焊接电流 207

7.3.2　送丝系统 209

7.3.3　焊枪及软管 211

7.3.4　供气系统与冷却水系统 213

7.3.5　控制系统 213

7.3.6　自动气体保护焊设备 221

7.3.7　设备的选择 221

7.4　消耗材料 222

7.4.1　焊丝 222

7.4.2　保护气体 222

7.5　焊接参数 229

7.6　熔化极气体保护电弧焊的应用 235

7.6.1　焊丝的选择 235

7.6.2　保护气体的选择 235

7.6.3　焊接参数的设定 235

7.6.4　接头设计 247

7.6.5　焊接设备选择 248

7.7　熔化极气体保护焊的特殊应用 248

7.7.1　气电立焊 248

7.7.2　熔化极气体保护电弧点焊 250

7.7.3　窄间隙焊接 251

7.8　焊接缺陷与防止方法 252

参考文献 254

第8章　药芯焊丝电弧焊 255

8.1　概述 255

8.1.1　药芯焊丝的发展 255

8.1.2　药芯焊丝的分类 255

8.1.3　药芯焊丝的特点 258

8.2　焊接设备 259

8.2.1　焊接电源 259

8.2.2　送丝机 259

8.2.3　焊枪 260

8.2.4　其他 260

8.3　焊接参数 260

8.3.1　焊接电流、电弧电压 260

8.3.2　焊丝伸出长度 261

8.3.3　保护气体流量 262

8.3.4　焊接速度 262

8.4　焊接工艺 262

8.4.1 接头准备 262

8.4.2　接头的施焊 264

8.5　药芯焊丝标准 265

8.5.1 中国（GB）标准 265

8.5.2　美国（AWS）标准 267

8.5.3 日本（JIS）标准 268

8.6　焊接质量 268

参考文献 270

第9章　水下焊接与切割 271

9.1　水下焊接的特点与分类 271

9.1.1　水下焊接的基本特点 271

9.1.2　水下焊接分类 273

9.2　湿法水下焊接 274

9.2.1　水下焊条电弧焊 274

9.2.2　其他湿法水下焊接 280

9.2.3　湿法水下焊接的设计 280

9.3　高压干法水下焊接 283

9.3.1　高压焊接舱 283

9.3.2　焊接方法 286

9.3.3　高压干法水下焊接工艺 288

9.3.4　压力舱焊接模拟器 289

9.4　局部干法水下焊接 291

9.4.1　水下局部排水半自动CO2焊（LD-CO2焊） 291

9.4.2　其他局部干法水下焊接 297

9.5 水下焊缝的性能指标及质量检验 297

9.5.1　水下焊缝性能指标 297

9.5.2　水下焊接常出现的缺陷及其防止措施 298

9.5.3　水下焊缝的质量检验 301

9.6　水下切割 304

9.6.1 水下切割的发展及其分类 304

9.6.2　水下电-氧切割 306

9.6.3　其他水下切割方法 309

9.7　水下焊接与切割安全技术及劳动卫生保护 311

9.7.1 水下焊接与切割安全技术基本知识 311

9.7.2　湿法水下焊接安全技术 313

9.7.3　高压干法水下焊接安全技术 313

9.7.4　水下切割安全技术 314

9.7.5　水下焊接与切割劳动卫生保护 314

9.8　水下焊接工程实例 314

9.8.1 平台水下桩的焊接 314

9.8.2　装焊牺牲阳极 316

9.8.3　补焊采油平台沉箱破洞 316

9.8.4　石油钻探平台的疲劳损伤修复 316

9.8.5　水下管线的修理 318

参考文献 319

第10章　螺柱焊接 321

10.1　螺柱焊接工艺过程与设备 321

10.1.1 电容放电尖端引燃螺柱焊 321

10.1.2　拉弧式螺柱焊 323

10.2　螺柱焊焊接工艺方法的选择 328

10.3　不同材料的螺柱焊焊接性能 328

10.3.1　低碳钢 329

10.3.2　中、高碳钢 329

10.3.3　低合金钢 329

10.3.4　热处理结构钢 329

10.3.5　不锈钢 329

10.3.6　铝合金 330

10.3.7　镁合金 330

10.3.8　其他材料 330

10.4　焊接质量检验 330

10.5　焊接专用螺柱 336

第11章　碳弧气刨 337

11.1　碳弧气刨的原理、特点及应用 337

11.1.1　原理 337

11.1.2　特点 337

11.1.3　应用 337

11.2　设备及材料 337

11.2.1 电源 338

11.2.2　气刨枪 338

11.2.3　碳棒 338

11.3　碳弧气刨工艺 339

11.3.1　工艺参数及其影响 339

11.3.2　低碳钢、合金钢及铸件的碳弧气刨 339

11.3.3　碳弧气刨的操作 340

11.4　常见缺陷及排除措施 340

11.5　碳弧气刨的冶金作用 341

11.6　自动碳弧气刨 341

11.6.1 自动碳弧气刨的优点 341

11.6.2　自动碳弧气刨设备 341

11.7　碳弧水气刨 342

11.7.1　碳弧水气刨设备 342

11.7.2　碳弧水气刨工艺参数 342

11.7.3　碳弧水气刨对材料组织的影响 342

11.7.4　粉尘测定 343

11.8　安全技术 343

参考文献 343

第12章　高效电弧焊焊接方法与技术 344

12.1　绪论 344

12.1.1　概述 344

12.1.2　相关领域的现状和研究进展分析 345

12.2　不同气体配比的高效焊接 347

12.2.1 不同气体配比的高效焊接分类及特点 347

12.2.2　高熔敷率焊接过渡形式 349

12.2.3　高效MAG焊焊接材料 350

12.3　单丝高速焊接 350

12.3.1 高速焊接工艺的实现方式 350

12.3.2　单丝高速焊接工艺 351

12.3.3　单丝高速焊接工艺的典型工艺规范 352

12.4　多丝高速焊接工艺 354

12.4.1 简介 354

12.4.2　TWIN ARC双丝气体保护焊工艺 354

12.4.3　TANDEM双丝气体保护焊工艺 355

12.4.4　双丝高速焊接工艺应用 356

12.5　A-TIG焊 357

12.5.1　A-TIG焊原理及特点 357

12.5.2　应用实例 358

12.6　带极气体保护焊 358

12.6.1 带状电极 359

12.6.2　焊枪和电源 359

12.6.3　焊接参数和保护气体 359

12.6.4　熔滴过渡 359

12.6.5　焊接速度 360

参考文献 360

第2篇　电阻焊 365

引言 365

第13章　点焊 371

13.1 点焊电极 371

13.1.1 电极材料 371

13.1.2 电极结构 373

13.1.3 电极握杆 374

13.2　点焊方法和工艺 374

13.2.1 点焊方法 374

13.2.2　点焊焊接参数选择 376

13.2.3　不等厚度和不同材料的点焊 376

13.3　点焊的接头设计 377

13.4　常用金属的点焊 378

13.4.1 电阻焊前的工件清理 378

13.4.2　低碳钢的点焊 379

13.4.3　淬火钢的点焊 380

13.4.4　镀层钢板的点焊 381

13.4.5　不锈钢板的点焊 383

13.4.6　高温合金的点焊 383

13.4.7　铝合金的点焊 384

13.4.8　铜和铜合金的点焊 386

13.4.9　钛合金的点焊 386

13.4.10　铝合金的胶接点焊 387

第14章　缝焊 388

14.1　缝焊的电极 388

14.2　缝焊方法 388

14.3　缝焊工艺 391

14.3.1 焊接参数对缝焊质量的影响 391

14.3.2　缝焊焊接参数的选择 392

14.4　缝焊接头的设计 392

14.5　常用金属的缝焊 392

14.5.1　低碳钢的缝焊 392

14.5.2　淬火合金钢的缝焊 392

14.5.3　镀层钢板的缝焊 392

14.5.4　不锈钢和高温合金的缝焊 394

14.5.5　有色金属的缝焊 396

第15章 凸焊 397

15.1 凸焊电极、模具和夹具 397

15.1.1 电极材料 397

15.1.2　电极设计 397

15.1.3　焊接模具和夹具 398

15.2 凸焊的工艺特点和焊接参数 398

15.2.1 凸焊的工艺特点 398

15.2.2　凸焊的焊接参数 398

15.3 凸焊接头和凸点设计 399

15.3.1　凸焊接头设计 399

15.3.2　凸点设计 399

15.4　常用金属的凸焊 403

15.4.1　低碳钢的凸焊 403

15.4.2　镀层钢板的凸焊 404

15.4.3 贴聚氯乙烯塑料面钢板的凸焊 404

15.4.4　其他金属材料的凸焊 406

第16章　对焊 407

16.1 电阻对焊 408

16.1.1 电阻对焊的电阻和加热 408

16.1.2　电阻对焊的焊接循环、焊接参数和工件准备 408

16.2　闪光对焊 409

16.2.1 闪光对焊的两个阶段 409

16.2.2　闪光对焊的电阻和加热 410

16.2.3　闪光对焊的焊接循环、焊接参数和工件准备 410

16.2.4　常用金属的闪光对焊 413

16.3　典型工件的对焊 417

16.3.1　小截面工件的对焊 417

16.3.2　杆件对焊 417

16.3.3　管子对焊 417

16.3.4　薄板对焊 418

16.3.5　环形件对焊 419

16.3.6　刀具对焊 420

16.4　闪光对焊新技术 421

16.5　冲击焊 421

16.6　电热铆和电热镦锻 422

16.6.1 电热铆 422

16.6.2　电热镦锻 423

参考文献 424

第17章　电阻焊设备 425

17.1 电阻焊设备分类及主要技术条件 425

17.1.1 电阻焊设备的分类和组成 425

17.1.2　电阻焊设备的通用技术条件 426

17.2 电阻焊设备的主电源及电气性能 427

17.2.1　单相工频焊机 428

17.2.2　二次整流焊机 430

17.2.3　三相低频焊机 431

17.2.4　电容储能焊机 431

17.2.5　逆变式焊机（变频焊机） 432

17.3　点焊机和凸焊机 433

17.3.1 圆弧运动式点焊机 433

17.3.2　垂直运动式点（凸）焊机 434

17.3.3　移动式焊机 435

17.3.4　多点焊机 435

17.3.5　典型点焊机和凸焊机的主要技术参数及选用原则 436

17.4　缝焊机 437

17.4.1　横向缝焊机 437

17.4.2　纵向缝焊机 438

17.4.3　通用缝焊机 438

17.4.4　典型缝焊机的主要技术参数和选用原则 438

17.5　闪光对焊机和电阻对焊机 439

17.5.1　闪光对焊机 439

17.5.2　电阻对焊机 440

17.5.3　典型对焊机的主要技术参数和选用原则 440

17.6　电阻焊机的电极 441

17.6.1 电极材料 442

17.6.2　电极结构 443

17.7　电阻焊机的控制装置 444

17.7.1 主电力开关及触发器 445

17.7.2　程序转换定时器 445

17.7.3　热量控制器 446

17.7.4　故障显示和自诊断等其他功能 447

17.7.5 电阻焊机的群控及网络化控制 447

17.7.6　典型控制设备的主要技术参数 447

17.8　电阻焊机的安装、调试、保养和安全使用 449

17.8.1 电阻焊机的安装 449

17.8.2　电阻焊机的调试 451

17.8.3　电阻焊机的维护保养 451

17.8.4　常见故障和排除 452

17.8.5 电阻焊的安全使用 452

参考文献 453

第18章　电阻焊质量检验及监控 454

18.1　电阻焊质量检验 454

18.1.1 概述 454

18.1.2 电阻焊的检验方法与检验内容 454

18.1.3　电阻焊的工件尺寸要求 454

18.1.4　电阻焊的接头缺陷 457

18.1.5　电阻焊的接头强度 460

18.1.6　电阻焊机稳定性鉴定 463

18.2　电阻焊质量监控技术 464

18.2.1　概述 464

18.2.2　恒电流监控 464

18.2.3　动态电阻监控 466

18.2.4　能量监控 467

18.2.5　其他质量监控技术 469

18.2.6　点焊质量监控新技术 471

18.2.7　闪光对焊质量监控技术 471

参考文献 473

第3篇　高能束焊 477

引言 477

第19章　电子束焊 482

19.1 概述 482

19.2 电子束焊的工作原理和分类 483

19.2.1 电子束焊的工作原理 483

19.2.2　电子束焊的分类 483

19.3　电子束焊的设备和装置 485

19.3.1 电子枪 485

19.3.2　供电电源 487

19.3.3　真空系统 489

19.3.4　真空室 491

19.3.5　运动系统 491

19.3.6　电气控制系统 492

19.3.7　辅助系统 492

19.3.8 电子束焊接装置的几种形式 494

19.4 电子束焊的接头设计和焊接工艺 495

19.4.1　焊接接头设计 495

19.4.2　辅助工序 497

19.4.3　焊接工艺 497

19.4.4　焊接参数的选择 499

19.5　几种材料的电子束焊 500

19.5.1 钢 500

19.5.2　铝和铝合金 501

19.5.3　钛和钛合金 501

19.5.4　铜和铜合金 502

19.5.5　镁合金 502

19.5.6　难熔金属 502

19.5.7　金属间化合物 502

19.5.8　异种金属 502

19.6　应用 503

19.7　安全防护 505

参考文献 506

第20章　激光焊与切割 507

20.1　激光产生的基本原理 507

20.1.1　能级与辐射跃迁 507

20.1.2 自发辐射、受激辐射和受激吸收 507

20.1.3　泵浦与粒子数反转 508

20.1.4　激光的形成过程 508

20.1.5　激光的纵模与横模 508

20.1.6　激光的特点 509

20.2　激光焊设备 510

20.2.1　激光焊设备的组成 510

20.2.2　CO2气体激光器 510

20.2.3　YAG固体激光器 512

20.2.4　其他激光器 513

20.2.5　焊接（含切割）用激光器的特点 514

20.3　激光焊原理及分类 514

20.3.1　激光焊分类 514

20.3.2　激光焊原理 515

20.3.3　激光焊焊接过程中的几种效应 516

20.3.4　激光焊等离子体负面效应的抑制 517

20.4　激光深熔焊 517

20.4.1 激光深熔焊焊接设备的选择 517

20.4.2　深熔焊的接头设计 517

20.4.3　焊接参数及其对熔深的影响 518

20.4.4　金属材料的激光焊 521

20.4.5　非金属材料的激光焊 523

20.4.6　激光焊复合技术 523

20.5　激光热传导焊 525

20.5.1　传导焊的接头设计 526

20.5.2　焊接参数的选择 526

20.5.3　激光钎焊 528

20.6　激光焊应用实例 530

20.7　激光切割 531

20.7.1　激光切割的特点 531

20.7.2　激光切割的机理及分类 531

20.7.3　激光切割设备 532

20.7.4　影响切割质量的因素 532

20.7.5　脉冲激光切割 537

20.8　激光焊接与切割的安全防护 539

20.8.1　激光辐射的危害 539

20.8.2　激光危害的工程控制 539

20.8.3　激光危害的个人防护 540

参考文献 540

第4篇 钎焊 545

第21章　钎焊方法及工艺 545

21.1　钎焊基本原理及特点 545

21.2　液态钎料对母材的润湿与铺展 545

21.2.1 液态钎料对母材的润湿作用 545

21.2.2　液态钎料在母材表面的铺展 546

21.2.3　液态钎料与母材的反应润湿 546

21.2.4　影响钎料润湿与铺展的因素 548

21.3　液态钎料的填缝过程 550

21.3.1　液态钎料的毛细流动 550

21.3.2　液态钎料的实际填缝过程 551

21.4　钎焊接头的形成 552

21.4.1　钎焊接头的结构 552

21.4.2　不同类型钎焊接头的形成 552

21.4.3　影响钎焊接头形成的因素 553

21.5　钎焊方法 554

21.5.1　炉中钎焊 554

21.5.2　火焰钎焊 558

21.5.3　浸沾钎焊 559

21.5.4 电阻钎焊 560

21.5.5　感应钎焊 561

21.5.6　其他钎焊方法 561

21.5.7　各种钎焊方法的比较 564

21.6　钎焊工艺 565

21.6.1　钎焊工艺步骤 565

21.6.2 工件表面准备 565

21.6.3　装配和固定 567

21.6.4　钎料的放置 567

21.6.5　涂阻流剂 568

21.6.6　钎焊的焊接参数 569

21.6.7　钎焊后清洗 569

21.6.8　工件的升温速度和冷却速度 569

21.6.9　钎焊接头的保温处理和结构的均匀化 570

21.6.10　熔析与溶蚀 570

21.7　钎焊接头设计 570

21.7.1　钎焊接头的基本形式 570

21.7.2　钎焊接头形式与载荷的关系 572

21.7.3　接头的工艺性设计 572

21.7.4　接头间隙 573

21.8　钎焊接头的质量检验 574

21.8.1　钎焊接头的缺陷 574

21.8.2　钎焊接头缺陷的检验方法 575

参考文献 575

第22章　钎焊材料 577

22.1　概述 577

22.1.1　钎焊材料分类方法 577

22.1.2　钎焊材料国家标准及行业标准 579

22.2　软钎料 580

22.2.1　锡基及铅基软钎料 580

22.2.2　锌基钎料和镉基钎料 589

22.2.3　金基软钎料 590

22.2.4　其他低熔点软钎料 591

22.2.5　无铅软钎料 593

22.3　硬钎料 596

22.3.1　银钎料 596

22.3.2　铜基钎料 596

22.3.3　铝基钎料 598

22.3.4　锰基钎料 599

22.3.5　镍基钎料 599

22.3.6　金基钎料 601

22.3.7　含钯钎料 602

22.3.8　真空级钎料 603

22.3.9　其他钎料 603

22.3.10　钎料的选择 606

22.4　钎剂 606

22.4.1　软钎剂 607

22.4.2　硬钎剂 611

22.4.3　铝及铝合金用钎剂 612

22.4.4　免清洗钎剂 615

参考文献 616

第23章　材料的钎焊 617

23.1　材料的钎焊性 617

23.2　铝及铝合金的钎焊 617

23.2.1　钎焊性 617

23.2.2　钎焊材料 618

23.2.3　钎焊技术 619

23.3　铜及其合金的钎焊 620

23.3.1 钎焊性 620

23.3.2　钎焊材料 621

23.3.3　钎焊技术 622

23.4　碳钢和低合金钢的钎焊 623

23.4.1 钎焊性 623

23.4.2　钎焊材料 623

23.4.3　钎焊技术 624

23.5　不锈钢的钎焊 624

23.5.1　钎焊性 624

23.5.2　钎焊材料 625

23.5.3　钎焊技术 627

23.6　铸铁的钎焊 627

23.6.1　钎焊性 627

23.6.2　钎焊材料 628

23.6.3　钎焊技术 628

23.7　工具钢和硬质合金的钎焊 628

23.7.1　钎焊性 628

23.7.2　钎焊材料 629

23.7.3　钎焊技术 629

23.8　活性金属的钎焊 630

23.8.1　钎焊性 630

23.8.2　钎焊材料 630

23.8.3　钎焊技术 632

23.9　难熔金属的钎焊 632

23.9.1　钎焊性 632

23.9.2　钎料选择 632

23.9.3　钎焊技术 634

23.10　贵金属的钎焊 634

23.10.1　钎焊性 634

23.10.2　贵金属触头的钎焊 635

23.10.3　贵金属导电膜的钎焊 635

23.11　石墨和金刚石的钎焊 636

23.11.1　钎焊性 636

23.11.2　钎料选择 637

23.11.3　钎焊技术 637

23.12　高温合金的钎焊 638

23.12.1 钎焊性 638

23.12.2　钎焊材料 638

23.12.3　钎焊技术 639

23.13　陶瓷与金属的钎焊 641

23.13.1　钎焊性 641

23.13.2　钎料选择 641

23.13.3　钎焊技术 642

23.14　金属间化合物的钎焊 644

23.14.1　Ti3Al基合金的钎焊 644

23.14.2　TiAl基合金的钎焊 645

23.15　铝基复合材料的钎焊 647

23.15.1 纤维增强铝基复合材料的钎焊 647

23.15.2　颗粒增强铝基复合材料的钎焊 649

参考文献 649

第5篇　其他焊接方法第24章 电渣焊及电渣压力焊 653

24.1 电渣焊过程、特点、种类及适用范围 653

24.1.1　电渣焊过程 653

24.1.2　电渣焊特点 653

24.1.3　电渣焊种类 654

24.1.4　电渣焊的适用范围 655

24.2　电渣焊设备 658

24.2.1　丝极电渣焊设备 658

24.2.2　熔嘴电渣焊设备 662

24.3　电渣焊焊接材料 663

24.3.1 电极 663

24.3.2　焊剂 664

24.3.3　管极涂料 665

24.4　接头设计与坡口制备 665

24.4.1　接头设计 665

24.4.2　坡口制备 665

24.5　电渣焊工艺及操作技术 668

24.5.1　焊前准备 668

24.5.2　焊接过程的操作 672

24.5.3　焊接参数 673

24.6 电渣焊接头的常见缺陷及质量检验 682

24.6.1 电渣焊接头的常见缺陷 682

24.6.2　电渣焊接头的质量检验 682

24.7 电渣焊安全技术 684

24.8　电渣焊结构的生产实例 685

24.9　电渣压力焊的基本原理 687

24.9.1 名词解释 687

24.9.2　焊接过程 687

24.9.3　焊接接头特征 689

24.10　钢筋电渣压力焊机的特点和适用范围 689

24.11 电渣压力焊设备 689

24.11.1　钢筋电渣压力焊机的分类 689

24.11.2　焊接电源 689

24.11.3　焊接夹具 690

24.11.4　控制箱 690

24.11.5　几种钢筋电渣压力焊机 690

24.11.6　辅助设施 691

24.12　焊剂 693

24.12.1　焊剂的作用 693

24.12.2　焊剂的分类和牌号编制方法 693

24.12.3　几种常用焊剂 693

24.12.4　国家标准焊剂型号 693

24.12.5　YD40-Ⅲ型钢筋电渣压力焊专用焊剂 694

24.13　电渣压力焊工艺 695

24.13.1　操作要求 695

24.13.2　电渣压力焊参数 695

24.13.3　焊接缺陷及消除措施 695

24.14　接头的组织和性能 696

24.14.1 电渣压力焊接头金相组织 696

24.14.2　焊接接头拉伸性能 696

24.14.3　焊接接头冲击韧度 696

24.14.4　焊接接头抗振性能 696

24.14.5　焊接接头硬度 697

24.15　接头质量检查与验收 698

24.15.1　接头质量检查 698

24.15.2　外观检查质量要求 698

24.15.3　拉伸试验质量要求 698

24.16　生产应用实例 698

24.16.1　212m四筒烟囱工程中的应用 698

24.16.2　20MnSiV钢筋电渣压力焊的应用 698

24.16.3　采用钢筋电渣压力焊的优越性 699

参考文献 699

第25章　高频焊 700

25.1　高频焊的方法基础 700

25.1.1　高频焊的基本原理 700

25.1.2　高频焊的特点及分类 703

25.2　各种金属管的纵缝高频焊 703

25.2.1　高频焊制管的原理 703

25.2.2　焊接参数的选择 705

25.2.3　高频焊接制管设备 708

25.2.4　其他材质管的纵缝高频焊焊接特点 712

25.3　高频焊的其他应用 713

25.3.1 薄壁管搭接纵缝的高频焊 713

25.3.2　管材螺旋接缝的高频焊 713

25.3.3　散热片与管的高频焊 714

25.3.4　电缆套管纵缝的高频焊 715

25.3.5　结构型材纵缝的高频焊 715

25.3.6　管子的高频对焊 716

25.3.7　板（带）材的高频对焊 717

25.3.8　高频熔化焊的应用 717

25.4　焊接质量及检验 717

25.4.1　高频焊常见的缺陷 719

25.4.2　焊接质量的自动控制 723

25.4.3　焊接质量检验 723

25.5　安全技术 725

参考文献 725

阅读资料 725

第26章　气焊气割及高压水射流切割 727

26.1　气焊用气体及装备 727

26.1.1　气体及钢瓶 727

26.1.2　焊炬、焊嘴及回火防止器 728

26.1.3　减压器 730

26.2　气焊工艺 731

26.2.1 气焊火焰 731

26.2.2　气焊工艺参数 731

26.3　气焊材料 733

26.4　气割工艺 734

26.4.1　氧乙炔切割 734

26.4.2　氧丙烷切割 736

26.4.3　用于气割的其他燃气 737

26.4.4　优质快速火焰切割 737

26.4.5　影响切割质量及切割过程的因素 738

26.4.6　薄板切割 739

26.4.7　大厚度钢材的切割 740

26.5　切割设备 743

26.5.1　手扶式半自动切割机 743

26.5.2　半自动切割机 744

26.5.3　仿形切割机 745

26.5.4　H形钢气割机 747

26.5.5　多向切割机 748

26.5.6　管子切割机 748

26.5.7　钢管马鞍形孔切割机 748

26.5.8　钢管桩切割机 750

26.5.9　钢锭切割机 750

26.5.10　数控切割机 751

26.5.11　数控多头直条气割机 752

26.6　其他热切割方法 753

26.6.1　水解氢氧火焰气割法 753

26.6.2　氧—熔剂切割法 755

26.6.3　氧矛穿孔和切割 756

26.6.4　火焰气刨 757

26.6.5　火焰表面清理 758

26.6.6　金属极电弧切割和刨槽法 758

26.6.7　电弧锯切割法 759

26.7　水射流切割 759

26.7.1 基本原理 759

26.7.2　水射流切割的特点 759

26.7.3　典型应用 760

26.7.4　水射流加工技术的发展历程 761

26.7.5 水射流切割的类型及工作机理 761

26.7.6　水射流切割设备 763

26.7.7　水射流切割参数 766

26.7.8　水射流切割的安全技术 768

26.8　特殊材料的切割 768

26.8.1　不锈钢的切割 768

26.8.2　铸铁的切割 770

26.8.3　铝及其合金的切割 770

26.8.4　钛及其合金的切割 770

26.8.5　镁合金的切割 771

26.8.6　陶瓷的切割 771

26.8.7　混凝土的切割 771

参考文献 772

第27章　气压焊 773

27.1　定义和一般描述 773

27.2　基本原理 773

27.2.1　固态气压焊 773

27.2.2　熔态气压焊 774

27.3　气压焊设备 774

27.4　主要应用 775

27.4.1　钢轨焊接 775

27.4.2　钢筋焊接 777

27.5　接头力学性能 779

27.6　焊接接头检验 780

27.6.1　轨道气压焊检验 780

27.6.2　钢筋气压焊检验 781

参考文献 782

第28章　铝热焊（热剂焊） 784

28.1　铝热焊方法的原理与特点 784

28.2　铝热焊材料 785

28.2.1　铝热焊剂 785

28.2.2　砂型 785

28.2.3　坩埚 786

28.2.4　衬管 786

28.3　铝热焊剂的点燃 786

28.4　应用实例 787

28.4.1　钢轨的焊接 787

28.4.2　轧辊的铸接 791

28.4.3　钢轨接续线的焊接 791

28.4.4　电气工程中的铝热焊 792

参考文献 793

第29章　爆炸焊 794

29.1 爆炸焊原理及结合区波形成原理 794

29.1.1　爆炸焊原理 794

29.1.2　结合区波形成原理 795

29.2　可爆炸焊的金属材料 795

29.3　爆炸焊方法及工艺安装 796

29.3.1　爆炸焊方法 796

29.3.2　爆炸焊工艺安装 797

29.4　爆炸焊工艺 799

29.4.1　爆炸焊工艺步骤 799

29.4.2　爆炸焊参数 799

29.5　爆炸焊缺陷和检验 799

29.5.1　爆炸焊缺陷 799

29.5.2　爆炸焊检验 801

29.6　爆炸焊应用 803

29.7　爆炸焊安全 806

参考文献 807

阅读资料 807

第30章　摩擦焊 808

30.1　摩擦焊原理及特点 808

30.1.1　摩擦焊原理 808

30.1.2　摩擦焊的特点 808

30.2　摩擦焊的分类 809

30.2.1　连续驱动摩擦焊 809

30.2.2　惯性摩擦焊 809

30.2.3　混合型旋转摩擦焊 810

30.2.4　相位摩擦焊 810

30.2.5　径向摩擦焊 811

30.2.6　摩擦堆焊 812

30.2.7　轨道摩擦焊 812

30.2.8　线性摩擦焊与搅拌摩擦焊 812

30.2.9　嵌入摩擦焊 813

30.2.10　第三体摩擦焊 813

30.2.11 其他方法 813

30.3　摩擦焊设备 814

30.3.1　普通型连续驱动摩擦焊机 814

30.3.2　惯性摩擦焊机 816

30.4　摩擦焊工艺 817

30.4.1　接头设计 817

30.4.2　连续驱动摩擦焊的焊接参数 818

30.4.3　惯性摩擦焊工艺 822

30.5　材料摩擦焊的焊接性 823

30.5.1 影响材料摩擦焊焊接性的因素 823

30.5.2 同种和异种材质的摩擦焊焊接性 823

30.6　摩擦焊焊接参数的检测 825

30.6.1　焊接参数的分类 825

30.6.2　摩擦开始信号的选取 825

30.6.3　变形量的测量 825

30.6.4　主轴转速和压力的测量 825

30.6.5　接头温度的测量 825

30.6.6　摩擦扭矩的测量 825

30.7　摩擦焊质量控制 826

30.7.1 摩擦焊接头缺陷及产生原因 826

30.7.2　焊接参数控制 827

30.8　摩擦焊过程的微型计算机控制 828

30.8.1　液压系统的可控性 828

30.8.2　电液转换及执行机构 828

30.8.3　计算机控制实例 829

30.9　应用实例 829

30.10　近来备受关注的两种摩擦焊——线性摩擦焊和搅拌摩擦焊 832

30.10.1　线性摩擦焊 832

30.10.2　搅拌摩擦焊 833

参考文献 839

第31章　变形焊 841

31.1　概述 841

31.1.1　变形焊的实质 841

31.1.2　变形焊接头形式 841

31.1.3　变形焊的特点及应用 842

31.2　冷压焊 843

31.2.1 保证冷压焊质量的三要素 844

31.2.2　冷压焊模具及冷压焊设备 846

31.2.3　应用 851

31.3　热压焊 852

31.3.1　热压焊方法分类 854

31.3.2　热压焊微型件——金丝引线 854

31.4　超高真空变形焊 856

31.4.1 超高真空变形焊的工艺要点 856

31.4.2　超高真空压焊的特点 857

参考文献 857

第32章　超声波焊接 858

32.1 超声波焊的工作原理、特点及种类 858

32.1.1　超声波焊的工作原理 858

32.1.2　超声波焊的特点 858

32.1.3　超声波焊的种类 859

32.2　超声波焊焊接接头的形成及其组织与性能 860

32.2.1 超声波焊焊接接头的形成 860

32.2.2　材料的焊接性及接头的组织与性能 861

32.3　焊接工艺 863

32.3.1　接头设计 863

32.3.2　焊接参数 864

32.3.3　焊接参数的选择 867

32.4　超声波焊在工业生产中的应用 868

32.4.1　航空、航天 868

32.4.2　电子工业 868

32.4.3　电器工业 869

32.4.4　新材料工业 869

32.4.5　塑料 869

32.5　超声波焊焊接设备 870

32.5.1　概述 870

32.5.2　超声波焊焊接设备的组成 870

32.5.3　超声波发生器 871

32.5.4　声学系统 871

32.5.5　加压结构 874

32.5.6　超声波焊焊机的型号及主要技术参数 874

参考文献 874

第33章　扩散焊 875

33.1　扩散焊的种类和方法 875

33.1.1　扩散焊的种类 875

33.1.2　扩散焊的方法 876

33.2　扩散焊的原理 877

33.2.1 同种金属扩散焊的模型 877

33.2.2　液相扩散焊过程 879

33.2.3　其他扩散焊问题 880

33.3　扩散焊设备 882

33.4　扩散焊工艺 884

33.4.1 工件待焊表面的制备和清理 884

33.4.2　中间层材料的选择 884

33.4.3　隔离剂 885

33.4.4　焊接参数 885

33.5　扩散焊接头形式、质量及检测 888

33.5.1　接头形式 888

33.5.2　力学性能 888

33.5.3　缺陷 888

33.5.4　检测 890

33.6　扩散焊的应用 890

33.6.1　钛合金的扩散焊 890

33.6.2　镍基合金的扩散焊 891

33.6.3　异种材料的扩散焊 892

33.6.4　新型高温材料的扩散焊 892

33.6.5　特殊结构的扩散焊 893

参考文献 893

第34章　堆焊 895

34.1 概述 895

34.2　堆焊材料 895

34.2.1　堆焊金属的服役环境 895

34.2.2　堆焊合金类型 897

34.2.3　堆焊合金的选择 903

34.3　堆焊方法 903

34.3.1 堆焊的特点及堆焊方法的选择 903

34.3.2　氧乙炔焰堆焊 905

34.3.3　焊条电弧堆焊 906

34.3.4　埋弧堆焊 906

34.3.5　熔化极气体保护及自保护电弧堆焊 909

34.3.6　钨极氩弧堆焊 911

34.3.7　等离子弧堆焊 911

34.3.8　电渣堆焊 913

34.3.9　激光堆焊 914

34.3.10　摩擦堆焊 914

34.3.11　包覆堆焊 915

34.3.12　高频堆焊 915

参考文献 916

第35章　热喷涂 917

35.1　表面工程与热喷涂 917

35.2　热喷涂方法及设备 919

35.2.1　热喷涂的原理及分类 919

35.2.2　火焰喷涂 920

35.2.3 电弧喷涂 924

35.2.4　等离子弧喷涂 926

35.2.5　特种热源喷涂 928

35.3　热喷涂材料 929

35.4　热喷涂工艺 931

35.4.1　工件表面制备 931

35.4.2　预热 932

35.4.3　喷涂工作层 932

35.4.4　喷后处理 933

35.4.5　热喷涂实例 934

35.5　喷熔 935

35.6　涂层性能检验 936

35.6.1　喷涂层结合强度试验 937

35.6.2　喷涂层孔隙率测定 939

35.6.3　涂层接触疲劳试验方法 940

35.7 表面工程的技术设计及涂层设计 940

第36章　胶接 942

36.1 胶粘剂 942

36.1.1　胶粘剂概述 942

36.1.2　胶粘剂的选择 944

36.2　胶接接头的设计 947

36.2.1　基本原则 947

36.2.2　接头设计的几个重要问题 947

36.3　表面处理 948

36.3.1　表面处理的作用和过程 948

36.3.2　不同材料的表面处理方法 949

36.4　胶接工艺 949

36.4.1　胶接工艺过程和方法 949

36.4.2　基本工艺参数 950

36.4.3　胶接质量控制 950

36.5　胶粘剂和胶接性能测定 951

36.5.1　胶粘剂的物理化学性能测定 951

36.5.2　力学性能检测 951

36.5.3　无损检测 952

36.6　应用实例 952

参考文献 953

第6篇 焊接过程自动化技术第37章　焊接电弧控制技术 957

37.1 熔化极脉冲氩弧焊电弧控制技术 957

37.1.1 阶梯形外特性对脉冲电弧的控制作用 957

37.1.2　离散采样的脉冲电弧闭环控制系统 958

37.1.3　熔化极脉冲氩弧焊电弧自适应控制 959

37.1.4　铝合金双脉冲熔化极氩弧焊技术 960

37.2　CO2焊接电弧控制技术 961

37.2.1 基于时变输出特性的短路过渡CO2焊接 961

37.2.2　基于多折线阶梯形外特性的CO2焊接电弧控制 962

37.2.3　短路过渡CO2焊接恒频自适应控制 963

37.2.4　短路过渡CO2焊接熔滴尺寸控制技术 966

37.3　焊接电弧弧长（弧压）时间最优控制 969

37.3.1 弧长最小时间控制器 969

37.3.2　控制器参数在线修正 970

37.3.3　工程应用 970

37.4 弧焊逆变电源本脉冲控制技术 970

37.4.1 本脉冲PWM控制技术的基本原理 970

37.4.2　输出特性双闭环反馈PWM控制系统 971

第38章　焊接传感器及伺服装置 974

38.1　焊接传感器及自动跟踪系统概述 974

38.1.1　焊接传感器的分类 974

38.1.2　焊缝位置自动跟踪传感器的分类 975

38.1.3　焊缝自动跟踪传感器的附加跟踪误差 976

38.1.4　焊缝自动跟踪传感器系统 977

38.2　传统附加式焊接传感器 977

38.2.1　机械接触式传感器 977

38.2.2　电磁感应式传感器 979

38.2.3　涡流式传感器及其应用 980

38.3　焊接视觉传感器 980

38.3.1 常用焊接信息的视觉传感 980

38.3.2　焊接信息视觉传感器的基本原理 981

38.3.3 焊接信息视觉传感器在焊缝跟踪中的应用 985

38.3.4 视觉传感器在焊接熔池几何形状检测与控制中的应用 988

38.3.5 视觉传感器在智能机器人焊接中的应用 992

38.4　焊接电弧传感器 1000

38.4.1 电弧传感的基本原理 1000

38.4.2　摆动扫描式电弧传感器及其应用 1001

38.4.3　旋转扫描式电弧传感器及其应用 1004

38.5　伺服装置 1007

38.5.1　伺服电动机 1007

38.5.2　电伺服系统框图 1009

参考文献 1009

第39章　计算机在焊接过程自动化中的应用 1012

39.1 焊接过程计算机控制系统构成 1012

39.2　焊接过程自动化中常用的计算机及其选择 1013

39.2.1 微机系统 1014

39.2.2　工业控制计算机 1014

39.2.3　单片机 1018

39.2.4　数字信号处理器 1024

39.2.5　嵌入式计算机系统 1026

39.2.6　多微处理器计算机系统与计算机网络 1031

39.2.7　可编程序逻辑控制器 1032

39.3　计算机输入／输出接口技术 1035

39.3.1　数字量通道 1035

39.3.2　模拟量通道 1036

39.3.3 可编程序逻辑器件在输入／输出接口中的应用 1041

39.4　计算机控制系统的可靠性与抗干扰技术 1045

39.4.1 噪声的来源及其耦合方式 1046

39.4.2　抑制干扰的方法 1046

39.5 焊接过程计算机监测与控制系统 1049

39.5.1 焊接参数和焊接瞬态过程的监测 1049

39.5.2　焊接过程自动控制 1053

39.5.3　焊接质量控制 1056

39.6　计算机在焊接自动化中的其他应用 1060

39.6.1　焊接自动化中的数据库技术 1060

39.6.2　专家系统在焊接自动化中的应用 1061

39.6.3　焊接自动化中的集散控制系统 1064

39.6.4　焊接自动化中的网络技术 1070

39.6.5　CAD/CAM、FMS在焊接自动化中的应用 1073

第40章　焊接机器人 1077

40.1　概述 1077

40.1.1　新一代自动焊接的手段 1077

40.1.2　工业机器人的定义和分代概念 1077

40.1.3　工业机器人主要名词术语 1078

40.2　工业机器人工作原理及其基本构成 1078

40.2.1　工业机器人工作原理 1078

40.2.2　工业机器人的基本构成 1080

40.3　典型焊接机器人及其系统 1085

40.3.1　点焊机器人 1085

40.3.2　弧焊机器人 1089

40.3.3 焊接机器人主要技术指标 1094

40.4　机器人焊接智能化技术 1096

40.4.1 机器人焊接智能化系统技术组成 1096

40.4.2　机器人焊接任务规划软件设计技术 1097

40.4.3　机器人焊接传感技术 1099

40.4.4　机器人焊接的焊缝跟踪与导引技术 1099

40.4.5　机器人焊接熔池动态过程的视觉传感、建模与智能控制技术 1099

40.4.6　智能化机器人焊接柔性制造单元／系统 1101

40.5　移动式焊接机器人 1102

40.5.1　移动机器人的特点 1102

40.5.2　移动机器人的分类 1102

40.5.3 无轨道全位置爬行式焊接机器人 1102

40.5.4　轮式移动焊接机器人 1106

参考文献 1109

阅读资料 1110

第41章　遥控焊接技术 1112

41.1　概述 1112

41.1.1　遥控焊接的定义 1112

41.1.2　遥控焊接分类 1112

41.1.3　遥控焊接中的人—机器人—环境特点 1113

41.1.4　遥控焊接的支撑技术 1115

41.2　遥控焊接的信息传感 1115

41.2.1　视觉信息传感 1115

41.2.2　力觉信息传感 1117

41.3　遥控焊接的人机交互接口 1117

41.3.1 遥控焊接的主端输入设备 1117

41.3.2　遥控焊接的图形仿真环境 1118

41.3.3　遥控焊接的人机界面 1118

41.4　遥控焊接的运动控制 1118

41.4.1 遥控焊接的运动控制模式 1118

41.4.2　遥控焊接的运动控制策略 1120

41.5　焊接遥控操作机器人系统的结构 1121

41.5.1 主从结构 1121

41.5.2　多模式遥控焊接系统 1121

参考文献 1123

第42章 自动化专用焊接设备 1125

42.1　概述 1125

42.2 自动化专用焊接设备的种类 1125

42.3 自动化专用焊接设备的构成 1125

42.4 自动化专用焊接设备的设计 1126

42.4.1 自动化专用焊接设备的系统设计 1126

42.4.2 自动化专用焊接设备的机械结构设计 1129

42.4.3 自动化专用焊接设备的电气控制设计 1131

42.4.4　焊接电源和送丝机选配 1136

42.4.5　焊接过程自动化控制器件 1136

42.5　标准型自动化专用焊接设备 1139

42.6　特种自动化专用焊接设备 1148