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绪论 1

0.1　材料连接工艺概况 1

0.2　焊接方法的发展 2

0.3　焊接的实质与分类 2

0.4　焊接领域的标志性成就及展望 5

0.5　本课程的性质和学习方法 15

第1章　焊接电弧 16

1.1 电弧的导电机理 16

1.1.1　概述 16

1.1.2 电弧中带电粒子的产生过程 17

1.1.3　电弧的导电机构 23

1.2　焊接电弧的工艺特性 25

1.2.1 电阻的最小能量消耗特性（最小电压原理） 25

1.2.2　电弧的静特性 26

1.2.3　焊接电弧的动特性 27

1.2.4　电极斑点的游动性 27

1.2.5　电弧的热特性 29

1.3　电弧中的力及其影响因素 32

1.3.1　电弧力及其作用 32

1.3.2 电弧力的影响因素 35

1.4　交流电弧的特点 37

1.4.1　交流电弧的燃烧过程 37

1.4.2　交流电弧加热的特点 38

1.4.3　交流电弧的整流现象 38

1.5　磁场对电弧的作用 39

1.5.1 电弧挺度 39

1.5.2　磁偏吹 39

复习思考题 41

第2章　焊丝的熔化和熔滴过渡 42

2.1　焊丝的加热与熔化 42

2.1.1　焊丝的熔化热源 42

2.1.2　影响焊丝熔化速度的因素 43

2.2　熔滴上的作用力 46

2.3　熔滴过渡的主要形式及其特点 48

2.3.1　短路过渡 49

2.3.2　滴状过渡 53

2.3.3　喷射过渡 54

2.3.4　渣壁过渡 57

2.4　熔滴过渡的飞溅 57

2.4.1　熔敷效率、熔敷系数和损失系数 57

2.4.2　熔滴过渡的飞溅 58

复习思考题 60

第3章　母材熔化和焊缝成形 61

3.1　焊缝熔池的尺寸与形状 61

3.1.1　焊缝的形成 61

3.1.2　焊缝形状、尺寸与焊缝质量的关系 62

3.2　焊接工艺参数与工艺因素对焊缝成形的影响 63

3.2.1　焊接工艺参数的影响 63

3.2.2　其他工艺因素的影响 63

3.3　焊缝成形缺陷及其产生原因 66

复习思考题 69

第4章 电弧焊自动控制基础与机器人焊接 70

4.1　熔化极自动电弧焊的自动调节系统 70

4.1.1 自动调节的必要性及方法 70

4.1.2　电弧自身调节系统——等速送丝自动调节系统 71

4.1.3　电弧电压反馈自动调节系统——变速送丝自动调节系统 75

4.2　电弧焊的程序自动控制 80

4.2.1　程序自动控制的对象和要求 81

4.2.2　程序自动控制的原则和方法 83

4.2.3　电弧焊程序控制的基本环节 84

4 3　机器人焊接 85

4.3.1　工业机器人的定义 85

4.3.2　焊接工艺对弧焊机器人的基本要求 85

4.3.3　焊接机器人的分类和特点 86

4.3.4　焊接机器人系统的组成 88

4.3.5 焊接机器人系统质量控制技术 89

4.3.6　焊接质量的控制 90

复习思考题 93

第5章　埋弧焊 94

5.1　埋弧焊的特点及应用 94

5.1.1　埋弧焊过程 94

5.1.2　埋弧焊的特点 94

5.1.3　埋弧自动焊的分类及应用 95

5.2　埋弧焊焊剂与焊丝的选用 96

5.2.1　埋弧焊焊剂 96

5.2.2　埋弧焊焊丝 100

5.2.3　埋弧焊焊丝与焊剂的配合 102

5.3　埋弧自动焊机 103

5.3.1　埋弧自动焊机的类型及用途 103

5.3.2　埋弧自动焊机的组成及作用 104

5.3.3　埋弧自动焊机的工作原理 107

5.4　埋弧焊工艺 114

5.4.1　焊前准备 114

5.4.2　埋弧自动焊工艺 115

5.4.3　高效率埋弧自动焊 123

复习思考题 129

第6章　钨极氩弧焊 130

6.1　概述 130

6.1.1　钨极氩弧焊的特点 130

6.1.2 TIG焊的应用 131

6.2　钨极氩弧焊焊机 132

6.2.1　焊机的组成及引弧装置 132

6.2.2　焊枪 135

6.2.3　供气系统和水冷系统 136

6.2.4　焊接程序控制装置 137

6.2.5 WSJ-500型手工交流TIG焊焊机 137

6.3　钨极氩弧焊的焊接材料 141

6.3.1　氩气 141

6.3.2　电极材料及形状尺寸 142

6.3.3　焊丝 144

6.4　钨极氩弧焊的种类 146

6.4.1　直流钨极氩弧焊 146

6.4.2　交流钨极氩弧焊 147

6.4.3　脉冲钨极氩弧焊 151

6.5　钨极氩弧焊工艺 153

6.5.1　接头形式及坡口 153

6.5.2　工件和填充焊丝的焊前清理 154

6.5.3　焊接工艺参数 155

6.6　其他钨极氩弧焊方法 158

6.6.1　变极性钨极氩弧焊 158

6.6.2　多电极钨极氩弧焊 159

6.6.3 A-TIG焊 160

6.6.4　热丝钨极氩弧焊 162

复习思考题 163

第7章　熔化极氩弧焊 164

7.1 熔化极氩弧焊的原理、特点及应用 164

7.1.1　熔化极氩弧焊的原理 164

7.1.2　熔化极氩弧焊的特点 164

7.1.3　熔化极氩弧焊的应用 165

7.2　熔化极氩弧焊设备 165

7.2.1　熔化极氩弧焊设备组成 165

7.2.2　弧焊电源 165

7.2.3　送丝系统 166

7.2.4　焊枪和导丝管 167

7.2.5　供气系统与水冷系统 168

7.2.6　控制系统 169

7.2.7　熔化极氩弧焊焊机的型号及技术参数 170

7.2.8 NB-400型半自动熔化极氩弧焊机 171

7.3　熔化极氩弧焊的保护气体及焊丝 173

7.3.1　保护气体 173

7.3.2　焊丝 175

7.4　熔化极氩弧焊焊接工艺 177

7.4.1　焊前准备 177

7.4.2　焊接参数 177

7.4.3 熔化极氩弧焊常用的焊接工艺 178

7.5　脉冲熔化极氩弧焊 182

7.5.1 脉冲熔化极氩弧焊的熔滴过渡控制 182

7.5.2　脉冲熔化极氩弧焊的参数选择 184

7.5.3 脉冲熔化极氩弧焊的工艺特点 185

复习思考题 186

第8章 CO2气体保护电弧焊 187

8.1 CO2气体保护电弧焊的特点和应用 187

8.2 CO2气体保护电弧焊熔滴过渡的特点 188

8.3 CO2气体保护电弧焊的冶金特点 190

8.3.1 CO2气体的氧化性 190

8.3.2 CO2焊的脱氧措施 191

8.3.3　焊缝金属中的气孔 192

8.4 CO2气体保护电弧焊设备 194

8.4.1 CO2气体保护电弧焊设备的组成 194

8.4.2　焊接电源 195

8.4.3　控制系统 196

8.4.4　送丝系统 196

8.4.5　焊枪与软管 196

8.4.6　供气系统 197

8.4.7 NBC7-250（IGBT）型逆变式CO2焊机 198

8.5 CO2气体保护电弧焊的焊接材料 202

8.5.1　保护气体 202

8.5.2　焊丝 203

8.6　飞溅问题与控制 205

8.7 CO2气体保护电弧焊工艺 206

8.7.1　焊前准备 206

8.7.2　焊接参数的选择 207

8.8　其他CO2气体保护电弧焊方法 214

8.8.1 药芯焊丝CO2气体保护电弧焊 214

8.8.2　波形控制CO2气体保护电弧焊和STT控制法 216

复习思考题 218

第9章　钎焊 219

9.1　概述 219

9.2　钎焊方法及工艺 221

9.2.1　钎焊方法的分类 221

9.2.2　常用的钎焊方法与设备 222

9.2.3　真空钎焊与设备 228

9.2.4　特种钎焊方法与设备 230

9.3　钎焊材料 232

9.3.1　钎料的分类与编号 232

9.3.2　软钎料与软钎剂 234

9.3.3　硬钎料与硬钎剂 238

复习思考题 246

第10章　电阻焊 247

10.1　概述 247

10.2　点焊连接 248

10.2.1　点焊连接原理及工艺 248

10.2.2　点焊连接工艺 253

10.2.3 常用金属材料的点焊连接 257

10.2.4　点焊连接技术新进展 261

10.3　凸焊连接 263

10.4　缝焊连接 263

10.5　对焊连接 264

10.6　电阻焊设备 265

10.6.1　电阻焊设备组成 265

10.6.2　典型电阻焊机 267

10.6.3 电阻焊设备主要技术参数 269

10.6.4　电极材料与结构 271

10.7 电阻焊连接过程的质量监控 273

复习思考题 275

第11章　其他焊接方法 276

11.1　扩散焊 276

11.1.1　扩散焊的概念 276

11.1.2　扩散焊的原理及分类 276

11.1.3　扩散焊参数的选择 277

11.1.4　扩散焊的优点及应用 278

11.2　激光焊 279

11.2.1　激光焊的概念 279

11.2.2　激光焊的原理及分类 279

11.2.3　激光焊的特点及应用 280

11.2.4　激光焊设备的选择及工艺参数 282

11.2.5　激光焊的新技术 285

11.3　电子束焊 286

11.3.1　电子束焊的概念 286

11.3.2　电子束焊的原理及分类 286

11.3.3　电子束焊的特点及应用 287

11.3.4 电子束焊的工艺参数及工艺方法 289

11.3.5　电子束焊设备 291

11.4　等离子弧焊 293

11.4.1 等离子弧的特性、分类与应用 293

11.4.2　等离子弧焊设备 296

11.4.3 等离子弧焊焊接方法与焊接工艺 298

11.4.4　等离子弧切割 301

11.5　铝热焊 302

11.5.1 铝热焊的基本原理及应用 302

11.5.2　铝热焊使用的材料 303

11.5.3　钢轨铝热焊的典型工艺 305

11.6　摩擦焊 306

11.6.1　摩擦焊的原理、分类及特点 306

11.6.2　摩擦焊的焊接过程 308

11.6.3　搅拌摩擦焊 309

11.7　爆炸焊 312

11.7.1　爆炸焊的分类 312

11.7.2　爆炸焊的应用 313

11.8　电渣焊 314

11.8.1 电渣焊的工作原理与特点 314

11.8.2　电渣焊设备 315

11.8.3 电渣焊的焊接过程及工艺参数 317

复习思考题 320

第12章　焊接夹具与工装 321

12.1 焊接工艺装备的作用及特点 321

12.1.1　焊接工装的作用 321

12.1.2　焊接工装的分类 322

12.1.3　焊接工装的特点 322

12.2 工件的定位与夹紧 323

12.2.1　工件的定位原理 323

12.2.2　定位方法及定位器 324

12.2.3　常用的夹紧机构 327

12.3　典型焊接工艺装备 333

12.3.1　装配定位焊夹具 333

12.3.2　焊接变位机械 335

12.3.3　弧焊机器人焊接工装 337

复习思考题 340

第13章　焊接结构设计与变形控制 341

13.1　焊接结构设计 341

13.1.1 焊接结构设计的一般原则 341

13.1.2　焊接结构设计的合理性分析 344

13.1.3　焊接结构设计中应注意的问题 351

13.2　焊接应力与变形 353

13.2.1　焊接变形控制 353

13.2.2　焊接残余变形 360

复习思考题 371

参考文献 372