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第一章 焊接电弧 1

第一节 电弧的物理基础 1

一、焊接电弧的本质与特点 1

二、焊接电弧的导电机构 2

第二节 焊接电弧的引燃 10

一、接触引弧 10

二、高频及脉冲引弧 11

第三节 焊接电弧的静特性 12

一、焊接电弧的静特性曲线 12

二、影响焊接电弧静特性的因素 13

第四节 焊接电弧的稳定性 14

一、焊接电源的影响 15

二、焊条药皮的影响 15

三、外界气流的影响 15

四、焊接处清洁程度的影响 15

五、焊接电弧的磁偏吹及其控制 16

第二章 焊接冶金及焊接学基础 18

第一节 焊丝（或焊条）的熔化及熔滴过渡 18

一、焊丝（或焊条）的加热及熔化 18

二、熔滴的形成及过渡 20

第二节 焊接熔池及焊缝成型 24

一、母材熔化和焊缝成型 24

二、焊缝形状尺寸与焊缝质量的关系 25

三、焊接规范和工艺因素对焊缝成型的影响 26

四、焊缝成型缺陷及产生原因 30

第三节 焊接热影响区的组织与性能 33

一、在焊接加热及冷却条件下热影响区组织转变特点 33

二、热影响区的组织与性能 36

三、焊接热影响区组织分布 36

第四节 焊缝中的气孔 39

第五节 焊接裂纹 41

第三章 焊接材料 44

第一节 焊条 44

一、焊条的分类、型号及牌号 44

二、焊条的选用 62

三、焊条消耗量估算 73

四、焊条的现场质量管理 75

第二节 焊丝 78

一、实心焊丝 78

二、药芯焊丝型号和牌号 93

第三节 焊剂 116

一、埋弧焊用焊剂 116

二、电渣焊用焊剂 124

第四节 其他焊接材料 128

一、气体保护焊用气体 128

二、气体保护焊用钨极材料 132

三、碳弧气刨用碳电极 134

第四章 焊接设备 136

第一节 电弧焊设备 136

一、焊接设备的选用 136

二、弧焊电源 146

三、埋弧焊设备 190

四、二氧化碳气体保护电弧焊设备 196

五、氩弧焊设备 205

六、等离子弧焊（割）设备 217

第二节 其他焊接设备 226

一、电渣焊机 226

二、碳弧气刨设备 230

第三节 常用辅助设备 232

一、电焊钳 232

二、护目玻璃 232

三、焊接电缆 233

四、碳弧气刨枪 234

五、流量计 237

六、焊条烘干箱 237

七、焊条保温筒 238

第五章 手工电弧焊 239

第一节 焊接接头的型式及焊缝型式 239

一、焊接接头型式 239

二、焊缝型式 243

第二节 手工电弧焊工艺参数的选择 244

一、焊接工艺参数的确定 244

二、低碳钢、低合金钢手工电弧焊工艺参数 246

第三节 手工电弧焊操作技能 249

一、引弧和运条方法 249

二、焊缝的起头、收尾及连接 253

三、各种位置的焊接方法 255

四、手工单面焊双面成型 261

五、管子的焊接 266

第四节 手工电弧焊焊接缺陷及防止措施 271

第六章 埋弧焊 273

第一节 概述 273

一、埋弧焊的基本原理 273

二、埋弧焊的特点 274

三、埋弧焊的分类及应用范围 274

第二节 埋弧焊的冶金过程特点及焊接材料选择 275

一、埋弧焊的冶金过程特点 275

二、埋弧焊用焊丝与焊剂的选配 276

第三节 埋弧焊工艺 276

一、焊前准备 276

二、埋弧焊工艺及规范 282

第四节 埋弧焊焊接缺陷及防止措施 289

第七章 电渣焊 291

第一节 概述 291

一、电渣焊的基本原理 291

二、电渣焊的特点 292

三、电渣焊的应用 292

第二节 电渣焊的热源和冶金特点 292

一、电渣焊热过程特点 292

二、电渣焊冶金过程特点 293

第三节 电渣焊工艺 295

一、焊前准备 295

二、渣池建立 297

三、焊接参数 297

四、焊接收尾 300

第四节 焊接实例 301

第五节 电渣焊焊接缺陷及防止措施 301

第八章 钨极氩弧焊 303

第一节 概述 303

一、应用范围 303

二、优缺点 303

第二节 钨极氩弧焊工艺 304

一、接头型式及坡口 304

二、焊接工艺参数 309

三、操作技术 312

四、手工钨极氩弧打底焊 316

五、钨极氩弧点焊 321

第九章 熔化极气体保护（电弧）焊 323

第一节 概述 323

一、基本原理 323

二、分类 325

三、气体保护电弧焊的应用范围 326

第二节 熔化极惰性气体保护电弧焊 329

一、熔化极惰性气体保护电弧焊的特点及应用 329

二、熔化极惰性气体保护焊的熔滴过渡型式 330

三、熔化极惰性气体保护焊（MIG）工艺 330

四、不锈钢熔化极气体保护电弧焊典型工艺参数及实例 335

第三节 熔化极脉冲氩弧焊（PMIG焊） 338

一、熔化极脉冲氩弧焊的原理 338

二、熔化极脉冲氩弧焊熔滴过渡的特点 339

三、PMIG焊规范参数的选择 341

四、熔化极脉冲氩弧焊的应用 347

五、焊接实例 348

第四节 熔化极混合气体保护电弧焊 349

一、熔化极混合气体保护电弧焊的特点及应用 349

二、熔化极混合气体保护焊的熔滴过渡型式 351

三、熔化极混合气体保护焊（MAG）工艺 353

第五节 二氧化碳气体保护（电弧）焊 359

一、CO2气体保护焊的特点、应用及分类 359

二、CO2气体保护焊的冶金特点 360

三、实心焊丝CO2气体保护焊焊接工艺 362

四、药芯焊丝CO2气体保护焊焊接工艺 367

五、实心焊丝与药芯焊丝CO2焊性能比较 370

六、CO2电弧点焊 372

第六节 熔化极气体保护焊焊接缺陷及防止措施 374

第十章 等离子弧焊接与切割 377

第一节 概述 377

一、等离子弧的形成 377

二、等离子弧类型 378

三、等离子弧特点 380

第二节 等离子弧焊接 381

一、等离子弧焊接分类 381

二、等离子弧焊接工艺 384

三、双弧现象及防止措施 392

四、等离子弧焊接应用实例 394

第三节 等离子弧切割 402

一、等离子弧切割原理及特点 402

二、等离子弧切割分类 404

三、等离子弧切割工艺 406

四、等离子弧切割质量及操作技术 414

五、空气等离子弧切割 423

第十一章 堆焊 427

第一节 概述 427

第二节 堆焊材料 428

一、堆焊金属的类型 428

二、堆焊材料的主要成分、特性及用途 429

三、堆焊材料的选择 429

第三节 堆焊方法与工艺 450

一、焊条电弧堆焊 450

二、埋弧堆焊 453

三、钨极氩弧堆焊 455

四、熔化极气体保护和自保护电弧堆焊 455

五、等离子弧堆焊 456

六、电渣堆焊 456

第四节 堆焊实例 457

一、40CrMnMo钢大模数齿轮轴人字齿齿形表面堆焊修复 457

二、φ2 800 mm尿素合成塔球形封头内壁带极埋弧堆焊 458

三、700 t压力机主轴粉末等离子弧堆焊修复 460

四、其他 461

第十二章 碳弧气刨与切割 464

第一节 碳弧气刨与切割的原理、特点及应用 464

一、原理 464

二、特点 464

三、应用 466

第二节 碳弧气刨用材料 466

第三节 碳弧气刨工艺 469

一、碳弧气刨工艺参数 469

二、碳弧气刨的操作技能 471

三、碳弧气刨常见缺陷及排除措施 473

第四节 金属材料的碳弧气刨与切割 474

第十三章 焊接力学 476

第一节 焊接应力与变形 476

一、焊接应力与变形产生的原因 476

二、焊接变形的类型及其成因 476

三、焊接变形的预防措施 478

四、焊接变形的矫正方法 479

五、减少焊接应力的措施 480

六、消除焊接应力的方法 482

七、实例分析 483

第二节 焊接接头静载强度计算和焊接结构的破坏 485

一、应力集中的概念 485

二、焊缝许用应力 486

三、焊接接头中的应力分布 487

四、焊接接头静载强度计算 493

五、焊接结构的脆性断裂 498

六、焊接结构的疲劳断裂 499

第三节 焊接接头试验方法 501

一、焊接接头力学性能试验取样方法 501

二、焊接接头拉伸试验方法 506

三、焊接接头冲击试验方法 507

四、焊接接头弯曲及压扁试验方法 509

五、焊接接头及堆焊金属硬度试验方法 513

第十四章 典型焊接结构的制造 515

第一节 梁与柱的焊接 515

一、概述 515

二、工字断面的梁和柱 516

三、箱形断面的梁和柱 525

第二节 大型钢制储罐的自动焊接 533

一、概述 533

二、储罐底板的焊接 535

三、储罐壁板的焊接特点分析 539

四、储罐壁板环焊缝的自动埋弧焊 540

五、储罐壁板立焊缝的气电立焊 547

六、工程实例 552

第三节 球形储罐的焊接 557

一、概述 557

二、球罐的组装 558

三、球罐的焊接特点 559

四、球罐焊缝的质量标准 560

五、焊接方法选择 560

六、焊接管理 560

七、焊接注意事项 561

八、焊缝返修 562

九、球罐的手工电弧焊 563

十、球罐的自动焊接 568

第十五章 常用金属材料的焊接 573

第一节 焊接性及试验方法 573

一、金属材料的焊接性 573

二、钢材焊接冷裂纹敏感性碳当量计算 573

三、焊接裂纹试验 575

第二节 碳素钢的焊接 580

一、低碳钢的焊接 581

二、中碳钢的焊接 591

三、高碳钢的焊接 595

第三节 低合金结构钢的焊接 598

一、常用普低钢的牌号及基本性能 598

二、常用普低钢的焊接特点 600

三、常用普低钢的焊接工艺 601

第四节 不锈钢的焊接 607

一、概述 607

二、不锈钢的分类、性能及用途 608

三、不锈钢的焊接性 624

四、奥氏体不锈钢的焊接工艺 630

五、铁素体不锈钢的焊接工艺 647

六、马氏体不锈钢的焊接工艺 648

七、不锈钢复合钢板的焊接工艺 649

八、焊接实例 653

第五节 低合金耐蚀钢的焊接 654

一、低合金耐蚀钢的牌号及基本性能 654

二、低合金耐蚀钢的焊接特点 655

三、低合金耐蚀钢的焊接工艺 658

第六节 耐热钢的焊接 669

一、耐热钢的分类、牌号及性能 669

二、珠光体耐热钢的焊接 675

三、马氏体耐热钢的焊接 678

四、奥氏体耐热钢的焊接 680

第七节 低温钢的焊接 681

一、低温钢的分类、牌号及性能 681

二、低温用钢的焊接特点 682

三、低温钢的焊接工艺要点 687

第八节 铸铁的焊补 691

一、铸铁的牌号及性能 691

二、铸铁的焊接性 693

三、铸铁的焊接工艺要点 695

四、铸铁常见缺陷的焊补 698

第九节 铝及其合金的焊接 701

一、铝及铝合金的分类、牌号及性能 701

二、铝及铝合金的焊接性 705

三、铝及铝合金焊接材料的选用 707

四、焊前准备与焊后清理 711

五、焊接工艺 712

第十节 铜及铜合金的焊接 720

一、铜及铜合金的分类、牌号及性能 720

二、铜及铜合金的焊接性 724

三、焊接材料的选择 726

四、铜及铜合金焊接工艺 727

第十一节 钛及钛合金的焊接 739

一、钛及钛合金的分类、牌号及性能 739

二、钛及其合金的焊接性 742

三、钛及其合金的焊接工艺 743

第十二节 异种金属的焊接 749

一、珠光体钢与铁素体钢的焊接 749

二、珠光体钢与奥氏体钢的焊接 756

三、铁素体钢与奥氏体钢的焊接 762

四、钢与铜及铜合金的焊接 766

五、钢与铝及铝合金的焊接 768

第十六章 焊接结构的生产 770

第一节 焊接结构生产过程简介 770

一、焊接结构生产工艺流程 770

二、焊接结构生产主要工艺过程 770

第二节 焊接结构的工艺性 776

一、合理布置焊缝 776

二、合理的装配焊接顺序 778

第三节 焊接机械装备 780

一、焊接夹具 780

二、焊接变位机械 785

三、焊接滚轮架 787

四、焊接操作机 791

第四节 焊接结构生产工艺规程 794

一、焊接工艺规程的作用 794

二、焊接工艺规程编制的原则 794

三、焊接工艺规程编制的依据 795

四、焊接工艺规程的内容 795

第五节 电弧焊技术定额 799

一、焊接材料的消耗定额 800

二、电力消耗的定额 804

三、劳动工时定额 805

第十七章 焊接质量检验 817

第一节 电弧焊常见焊接缺陷 818

一、裂纹 819

二、气孔 821

三、固体夹杂 822

四、未熔合和未焊透 822

五、形状缺陷 823

六、其他缺陷 823

第二节 焊接（产品）质量检验 823

一、破坏性检验 824

二、非破坏性检测 826

三、焊接缺陷的返修及焊补 843

第三节 钢材电弧焊接头几何缺陷质量等级 851

一、检测依据 851

二、已颁标准 852

三、质量分级 852

第十八章 电焊工安全技术 856

第一节 预防触电的安全技术 856

一、触电的危害 856

二、防止触电的安全措施 856

第二节 预防弧光伤害的安全技术 857

一、弧光的危害 857

二、安全措施 858

第三节 预防火灾和爆炸的安全技术 859

一、造成火灾和爆炸的原因 859

二、安全措施 859

第四节 预防烟尘及有害气体的安全技术 860

一、烟尘及有害气体产生的原因 860

二、防护措施 861

第五节 预防高频电磁场及放射性元素伤害的安全技术 861

一、高频电磁场对人体的危害 861

二、放射性元素对人体的危害 862

三、防护措施 862

第六节 防止飞溅金属灼伤及其他伤害 863

一、飞溅的产生及危害 863

二、其他伤害 864

参考文献 865