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第1章 焊接结构的基本类型及接头形式 1

1.1 概述 1

1.2 焊接结构的基本类型及组成元件 3

1.2.1 焊接结构的基本类型 3

1.2.2 焊接结构组成元件 10

1.3 焊接接头的形式和坡口形状的设计 10

1.3.1 焊接接头的基本类型 10

1.3.2 焊接接头的工艺性设计 14

1.3.3 焊接接头的坡口设计 17

1.3.4 焊接接头的坡口标准 31

1.3.5 焊接接头在图样上的表示方法 54

第2章 焊接结构制造工艺流程与焊接技术管理 65

2.1 焊接结构制造工艺流程 65

2.1.1 原材料和焊接材料的检验与管理 65

2.1.2 结构材料的预处理 66

2.1.3 放样、划线与号料 66

2.1.4 下料和边缘加工 67

2.1.5 成形和弯曲加工 68

2.1.6 装配与焊接 69

2.1.7 焊后热处理 70

2.1.8 焊件的质量检验 70

2.1.9 焊接构件的后处理 70

2.1.10 焊接结构的涂装 71

2.2 焊接结构生产中的技术管理 71

2.2.1 产品施工图样的工艺性审查 71

2.2.2 产品焊接工艺方案的制订 71

2.2.3 焊接新材料、新工艺和新设备试验 72

2.2.4 焊接设备和焊接材料采购规范 72

2.2.5 产品（或部件）焊接技术条件 73

2.2.6 焊接工艺专业标准 73

2.2.7 焊接工艺规程 74

2.2.8 焊接工艺评定 74

2.2.9 产品焊缝识别卡 74

2.2.10 其他焊接工艺文件 74

2.2.11 焊接工艺设计的工作程序 74

2.3 焊接工艺规程的编制 77

2.3.1 焊接工艺规程的定义 78

2.3.2 焊接工艺规程的格式 78

2.3.3 焊接工艺规程的内容 78

2.3.4 焊接工艺规程的编制程序 78

2.3.5 焊接工艺规程的编写方法 80

2.3.6 焊接工艺规程的适用性和局限性 83

2.4 焊接工艺评定的实施 83

2.4.1 焊接工艺评定的定义 83

2.4.2 焊接工艺评定的依据 83

2.4.3 焊接工艺评定的工作程序 84

2.4.4 焊接工艺评定规则 86

2.4.5 焊接工艺评定报告 120

2.5 焊工的技术培训和考证 122

2.5.1 现行焊工的考试标准 122

2.5.2 焊工的技术培训 123

2.5.3 焊工的考试规则 126

2.5.4 持证焊工的管理 132

第3章 焊接结构生产组织和焊接车间的工艺设计 133

3.1 概述 133

3.2 焊接结构生产的组织形式以及与设备选择的关系 133

3.2.1 单件小批量生产 133

3.2.2 成批生产 134

3.2.3 大量生产 134

3.3 焊接车间的工艺设计 135

3.3.1 概要 135

3.3.2 扩大初步设计必需的四个条件 135

3.3.3 扩大初步设计的成果 136

3.4 焊接车间的工艺平面布置 139

3.4.1 焊接车间工艺平面布置的原则及方式 139

3.4.2 焊接车间的工艺设计程序 141

3.4.3 焊接车间平面布置实例 148

第4章 焊接结构常用金属材料 151

4.1 钢铁材料 151

4.1.1 碳素结构钢 151

4.1.2 低合金结构钢 162

4.1.3 中合金结构钢 193

4.1.4 高合金不锈钢 194

4.1.5 高合金耐热钢 206

4.1.6 高合金超高强度钢 212

4.2 有色金属材料 214

4.2.1 铝及铝合金 214

4.2.2 镁及镁合金 248

4.2.3 铜及铜合金 252

4.2.4 镍及镍合金 253

4.2.5 钛及钛合金 285

第5章 常用焊接材料 296

5.1 概述 296

5.2 碳钢的焊接材料 296

5.2.1 碳钢焊条 296

5.2.2 埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂 299

5.2.3 熔化极气体保护焊用碳钢实芯焊丝 303

5.2.4 碳钢药芯焊丝 305

5.2.5 电渣焊用碳钢焊丝和焊剂 308

5.2.6 各种低碳钢常用焊接材料的选用原则 309

5.3 低合金钢的焊接材料 310

5.3.1 低合金钢焊条 310

5.3.2 熔化极气体保护焊用低合金钢焊丝及保护气体 327

5.3.3 低合金钢药芯焊丝 331

5.3.4 钨极惰性气体保护焊（TIG焊）用低合金钢焊丝 346

5.3.5 埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂 347

5.3.6 电渣焊用低合金钢电极材料和焊剂 353

5.3.7 低合金钢焊接材料的选用 355

5.4 中合金钢的焊接材料 360

5.4.1 中合金耐热钢的焊接材料 360

5.4.2 中合金低温镍钢的焊接材料 365

5.5 高合金钢的焊接材料 367

5.5.1 高合金不锈钢的焊接材料 367

5.5.2 高合金耐热钢的焊接材料 381

5.5.3 高合金超高强度钢的焊接材料 383

5.5.4 高合金钢焊接材料的选用 383

5.6 铝及铝合金的焊接材料 387

5.6.1 铝及铝合金焊条 387

5.6.2 铝及铝合金焊丝 387

5.7 铜及铜合金的焊接材料 391

5.7.1 铜及铜合金焊条 391

5.7.2 铜及铜合金焊丝 393

5.7.3 铜及铜合金气焊用熔剂 396

5.7.4 铜及铜合金埋弧焊用焊剂 396

5.8 镍及镍合金的焊接材料 397

5.8.1 镍及镍合金焊条 397

5.8.2 镍及镍合金焊丝 397

5.9 钛及钛合金的焊接材料 415

第6章 备料加工工艺及设备 418

6.1 概述 418

6.2 钢材的预处理工艺 418

6.2.1 钢材的矫正工艺 418

6.2.2 钢材矫正的工艺设备 420

6.2.3 原材料表面的清理工艺 423

6.2.4 原材料表面的清理设备 424

6.3 划线、放样工艺 427

6.3.1 划线、放样工艺方法 427

6.3.2 划线、放样工艺参数 427

6.3.3 划线、放样用设备与工量具 428

6.4 下料和边缘加工工艺 428

6.4.1 金属材料的机械切割工艺 428

6.4.2 金属材料的机械切割设备 437

6.4.3 金属材料的热切割工艺 445

6.4.4 金属材料的热切割设备 461

6.4.5 金属材料的高压水射流切割 493

6.4.6 金属材料的边缘和坡口加工 495

第7章 成形工艺及其装备 502

7.1 概述 502

7.2 成形工艺的分类 502

7.3 滚弯成形工艺 504

7.3.1 滚弯成形方法 505

7.3.2 卷板工艺细则 507

7.3.3 滚弯设备 510

7.4 压弯成形 521

7.4.1 板材压弯成形方法 522

7.4.2 型材压弯方法 525

7.4.3 管材压弯方法 529

7.4.4 压弯成形设备 541

7.5 拉深成形工艺 551

7.5.1 封头的拉深成形方法 551

7.5.2 封头的拉深工艺要点 553

7.5.3 瓦片的成形 555

7.5.4 大口径厚壁管的成形 556

7.5.5 翻边成形 557

7.5.6 拉深成形设备 561

7.6 旋压成形 569

7.6.1 旋压成形的特点 570

7.6.2 不变薄旋压法 570

7.6.3 变薄旋压法 571

7.6.4 旋压成形应用实例 573

7.6.5 旋压成形设备 574

第8章 组装工艺及设备 577

8.1 概述 577

8.2 对各类焊件组装质量的要求 577

8.3 焊件组装的工艺方法 578

8.4 装配工艺卡的编制 581

8.5 组装工夹具及机械 582

8.5.1 组装工夹具 582

8.5.2 组装机械 613

第9章 现代焊接工艺方法 617

9.1 概述 617

9.2 焊条电弧焊 617

9.2.1 焊条电弧焊的优缺点 617

9.2.2 焊条电弧焊的工艺特点 617

9.2.3 焊条电弧焊的焊接参数 618

9.2.4 焊条电弧焊的操作技术 619

9.2.5 典型的焊接参数 620

9.3 埋弧焊 620

9.3.1 埋弧焊方法的优缺点 620

9.3.2 埋弧焊的工艺方法 621

9.3.3 埋弧焊的焊接参数 624

9.3.4 埋弧焊的操作技术 628

9.3.5 埋弧焊典型的焊接参数 630

9.4 熔化极气体保护电弧焊 631

9.4.1 MIG/MAG焊工艺的优缺点 631

9.4.2 熔化极气体保护焊的工艺方法 632

9.4.3 MIG/MAG焊的焊接参数 636

9.4.4 MIG/MAG焊的操作技术 639

9.4.5 MIG/MAG焊典型的焊接参数 641

9.5 药芯焊丝电弧焊 643

9.5.1 药芯焊丝电弧焊的优缺点 643

9.5.2 药芯焊丝电弧焊的工艺方法 644

9.5.3 药芯焊丝电弧焊的焊接参数 644

9.5.4 药芯焊丝电弧焊的操作技术 645

9.5.5 药芯焊丝电弧焊典型的焊接参数 646

9.6 不熔化极惰性气体保护电弧焊 649

9.6.1 TIG焊的优缺点 649

9.6.2 TIG焊的工艺方法 649

9.6.3 TIG焊的焊接参数 651

9.6.4 TIG焊的操作技术 653

9.6.5 TIG焊典型的焊接参数 655

9.7 等离子弧焊 656

9.7.1 等离子弧焊的优缺点 656

9.7.2 等离子弧焊的工艺方法 657

9.7.3 等离子弧焊的焊接参数 658

9.7.4 等离子弧焊的操作技术 659

9.7.5 等离子弧焊典型的焊接参数 660

9.8 电渣焊 662

9.8.1 电渣焊的优缺点 662

9.8.2 电渣焊的工艺方法 663

9.8.3 电渣焊的焊接参数 664

9.8.4 电渣焊的操作技术 665

9.8.5 电渣焊典型的焊接参数 667

9.9 电子束焊 668

9.9.1 电子束焊的优缺点 669

9.9.2 电子束焊的工艺方法 669

9.9.3 电子束焊的焊接参数 669

9.9.4 电子束焊典型的焊接参数 671

9.10 激光焊 671

9.10.1 激光焊的优缺点 671

9.10.2 激光焊的工艺方法 671

9.10.3 激光焊的焊接参数 672

9.10.4 激光焊典型的焊接参数 675

9.11 电阻焊 675

9.11.1 电阻焊的优缺点 675

9.11.2 电阻焊的焊接工艺 675

9.12 螺柱焊 683

9.12.1 电弧螺柱焊的焊接工艺 684

9.12.2 电容放电螺柱焊的焊接工艺 684

9.13 摩擦焊 685

9.13.1 摩擦焊的优缺点 685

9.13.2 摩擦焊的工艺方法 685

9.13.3 摩擦焊的焊接工艺 686

9.14 焊接工艺方法的选择 687

9.14.1 选择原则 687

9.14.2 选择依据 687

第10章 常用焊接设备 689

10.1 概述 689

10.2 焊接结构生产中常用的焊接设备 689

10.3 电弧焊机 690

10.3.1 电弧焊机的分类 690

10.3.2 弧焊电源 692

10.3.3 送丝机构 703

10.3.4 焊条电弧焊机 707

10.3.5 熔化极气体保护焊设备 709

10.3.6 钨极惰性气体保护焊及等离子弧焊设备 717

10.3.7 埋弧焊机 722

10.3.8 电弧焊机的安装和维护 727

10.4 电阻焊机 728

10.4.1 电阻焊机的分类 728

10.4.2 电阻焊的电能类型和特点 729

10.4.3 电阻焊机的主要组成部分 731

10.4.4 点焊机 733

10.4.5 凸焊机 738

10.4.6 缝焊机 739

10.4.7 对焊机 742

10.4.8 电阻焊控制器 744

10.4.9 中频逆变整流式电阻焊机 747

10.4.10 小型微型电阻焊和精密点焊机 749

10.5 激光焊机 751

10.6 电子束焊机 752

10.7 摩擦焊设备 754

10.8 电渣焊机 755

10.9 电弧螺柱焊机 756

10.10 焊接设备的选用原则 757

第11章 焊接工艺装备 760

11.1 概述 760

11.2 焊接工艺装备的分类 760

11.3 自动化焊接装备的构成 760

11.4 自动化焊接装备用焊接电源 761

11.5 送丝系统和焊接机头 763

11.6 焊接机头的移动机械 770

11.6.1 平焊行走小车 770

11.6.2 全位置焊接小车 773

11.6.3 立柱动梁式焊接操作机 776

11.6.4 侧梁式焊接操作机 780

11.6.5 龙门式焊接操作机 782

11.7 焊件变位机械 784

11.7.1 焊接滚轮架 784

11.7.2 焊接变位机 792

11.7.3 焊接翻转机 800

11.7.4 焊接回转台 806

11.8 自动化焊接装备的电气控制 807

11.8.1 焊接生产全过程的逻辑程序控制 807

11.8.2 焊接装备的系统控制器 809

11.9 焊接装备自动化执行机构 816

11.9.1 焊缝自动跟踪器 816

11.9.2 弧长自动控制器 821

11.9.3 焊枪机械横摆器 823

11.9.4 视频监视系统 824

11.10 标准型自动化焊接专机 826

11.10.1 薄板纵缝自动焊专机 826

11.10.2 小直径容器、管件环缝自动焊机 831

11.10.3 接管环缝自动焊机 834

11.10.4 管-管对接自动焊机 836

11.10.5 管子／管板接头自动焊机 843

第12章 钢铁材料的焊接 846

12.1 概述 846

12.2 碳钢的焊接 846

12.2.1 碳钢的焊接性 846

12.2.2 碳钢的焊接工艺要点 848

12.3 低合金结构钢的焊接 849

12.3.1 低合金结构钢的焊接性 849

12.3.2 低合金钢焊接工艺要点 853

12.4 中合金钢的焊接 860

12.4.1 中合金耐热钢的焊接性 860

12.4.2 中合金低温镍钢的焊接性 861

12.4.3 中合金钢焊接工艺要点 861

12.5 高合金钢的焊接 863

12.5.1 高合金不锈钢的焊接性 863

12.5.2 高合金耐热钢的焊接性 873

12.5.3 高合金超高强度钢的焊接性 877

12.5.4 高合金钢焊接工艺要点 878

第13章 有色金属的焊接 895

13.1 概述 895

13.2 铝及铝合金的焊接 895

13.2.1 铝及铝合金的焊接性 895

13.2.2 铝及铝合金的焊接方法 897

13.2.3 铝和铝合金的焊接工艺要点 903

13.3 镁及镁合金的焊接 921

13.3.1 镁及镁合金的焊接性 921

13.3.2 镁及镁合金的焊接方法 921

13.3.3 镁及镁合金的焊接工艺要点 921

13.4 铜及铜合金的焊接 925

13.4.1 铜及铜合金的焊接性 925

13.4.2 铜及铜合金的焊接方法 926

13.4.3 铜及铜合金焊接工艺要点 927

13.5 钛及钛合金的焊接 936

13.5.1 钛及钛合金的焊接性 936

13.5.2 钛及钛合金的焊接方法 937

13.5.3 钛及钛合金焊接工艺要点 937

13.6 镍及镍合金的焊接 943

13.6.1 镍及镍合金的焊接性 943

13.6.2 镍及镍合金的焊接方法 944

13.6.3 镍及镍合金的焊接工艺要点 945

第14章 焊接应力与变形及其消除方法 953

14.1 焊接应力与变形的形成及其影响因素 953

14.1.1 材料特性的影响 953

14.1.2 不同类型焊接热源的影响 954

14.1.3 焊接热源引起的瞬态应力与变形 955

14.2 焊接应力 956

14.2.1 焊接应力的分类 956

14.2.2 焊接残余应力 956

14.2.3 焊接残余应力的控制与消除 964

14.3 焊接变形 972

14.3.1 焊接变形的分类 972

14.3.2 焊接残余变形 973

14.3.3 焊接变形的控制与消除 979

第15章 锅炉、压力容器和管道的制造工艺 986

15.1 概述 986

15.2 锅炉、压力容器和管道的结构特点 986

15.2.1 锅炉的结构特点 986

15.2.2 压力容器的结构特点 991

15.2.3 管道的结构特点 994

15.3 锅炉、压力容器和管道制造工艺流程 996

15.3.1 锅炉总体制造工艺流程 996

15.3.2 锅炉受压部件的制造工艺流程 997

15.3.3 压力容器的制造工艺流程 1000

15.3.4 焊接钢管制造工艺流程 1005

15.4 锅炉、压力容器与管道制造规程 1008

15.4.1 锅炉受压部件的制造规程 1008

15.4.2 压力容器制造规程 1017

15.4.3 焊接管道制造规程 1023

15.5 锅炉、压力容器和管道的备料及成形工艺 1028

15.5.1 备料工艺 1028

15.5.2 成形工艺 1028

15.6 锅炉、压力容器和管道的焊接工艺 1028

15.6.1 锅炉受压部件的焊接工艺 1028

15.6.2 压力容器焊接工艺 1032

第16章 建筑和桥梁结构的制造工艺 1044

16.1 概述 1044

16.2 建筑钢结构和桥梁结构的制造法规与标准 1044

16.2.1 制造法规 1044

16.2.2 相关法规和标准 1044

16.3 建筑、桥梁钢结构用钢材 1044

16.3.1 国内常用钢板牌号 1044

16.3.2 国外常用钢板牌号 1045

16.3.3 典型和新型钢材性能简介 1045

16.4 建筑结构设计要点 1045

16.4.1 一般规定 1045

16.4.2 焊接连接细则 1046

16.4.3 厚板接头设计 1048

16.4.4 层状撕裂 1050

16.5 焊接接头坡口形状和尺寸 1054

16.5.1 焊接接头坡口形状代号和尺寸（JGJ 81—2002） 1054

16.5.2 管子相贯线接头形式 1067

16.6 焊接工艺评定 1068

16.6.1 《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ 81—2002）中对焊接工艺评定的规定 1068

16.6.2 美国《桥梁焊接规范》（AWS D1.5）规定的焊接工艺评定 1070

16.7 焊接 1078

16.7.1 焊接质量管理和施工通则 1078

16.7.2 常用材料最低预热温度的确定 1080

16.7.3 梁柱接头节点常用的连接形式 1082

16.7.4 焊接工艺要点 1083

16.7.5 建筑结构典型构件制造工艺要点 1085

16.7.6 厚板焊接要点 1093

第17章 船舶结构的制造工艺 1095

17.1 概述 1095

17.1.1 船体分段划分 1095

17.1.2 船体结构用钢 1095

17.2 小合拢和部件的制作 1095

17.2.1 双丝串列自动埋弧焊 1095

17.2.2 T排结构自动气体保护焊的应用 1098

17.3 平面分段生产线 1099

17.3.1 平面分段生产线基本构成 1099

17.3.2 拼板定位焊接工位 1099

17.3.3 拼板单面焊接工位——采用FCB法（Flux Copper Backing） 1099

17.3.4 纵骨安装工位 1102

17.3.5 纵骨焊接工位 1102

17.4 底部分段制造中高效焊接技术的应用 1104

17.4.1 纵桁部件 1104

17.4.2 内底板、外底板和纵骨 1105

17.4.3 肋板安装和焊接 1105

17.5 下边水舱分段制造中高效焊接技术的应用 1106

17.5.1 肋骨框装焊 1106

17.5.2 斜底板拼焊和纵骨装焊 1107

17.5.3 中十五拢筋小合拢装焊 1107

17.5.4 傍板、外底板小合拢拼接 1107

17.5.5 傍板与转圆板、外底板与转圆板的对接 1107

17.6 上边水舱分段制造中高效焊接技术的应用 1108

17.6.1 肋骨框小合拢装焊、斜底板拼焊和斜底纵骨装焊 1109

17.6.2 上甲板拼焊和舷侧外板拼焊 1109

17.6.3 肋骨与舷侧外板的平角焊缝 1109

17.6.4 其余焊缝 1109

17.7 甲板分段 1109

17.7.1 顶镦组件、大横梁、大肋板小合拢 1109

17.7.2 上甲板拼焊 1110

17.7.3 小横梁装焊 1110

17.8 大合拢阶段高效焊接技术的应用 1110

17.8.1 陶瓷衬垫自动双丝单面MAG焊工艺 1110

17.8.2 自动气电单面立焊工艺 1111

第18章 汽车结构的制造工艺 1113

18.1 概述 1113

18.2 汽车结构制造法则及标准 1114

18.2.1 汽车结构焊接设计标准 1115

18.2.2 汽车结构焊接质量判定标准 1118

18.3 汽车结构典型部件的制造工艺及装备 1121

18.3.1 车身及零部件常用的焊接方法 1121

18.3.2 车身及零部件先进的焊接工艺和装置 1122

18.4 典型接头的焊接工艺规程 1126

18.4.1 轿车车身结构 1126

18.4.2 汽车零部件 1129

18.4.3 客车结构 1132

第19章 起重机械钢结构的制造工艺 1133

19.1 概述 1133

19.1.1 桥架 1133

19.1.2 门架 1134

19.1.3 小车架 1135

19.2 起重机钢结构制造中的标准及技术要求 1135

19.2.1 起重机钢结构制作标准 1135

19.2.2 起重机钢结构件的焊缝质量要求 1137

19.2.3 起重机钢结构制作标准对照表 1137

19.3 起重机钢结构制造过程中的工艺装备 1141

19.3.1 平台 1141

19.3.2 吊具 1142

19.3.3 垫架 1142

19.3.4 轨道压紧装置 1143

19.3.5 移梁小车 1143

19.3.6 其他装备 1144

19.3.7 专用胎具 1144

19.4 起重机钢结构的制造工艺 1144

19.4.1 钢板的预处理 1145

19.4.2 板材的切割和拼接 1145

19.4.3 箱形梁半成品的组装和焊接 1147

19.4.4 箱形主梁整体组装焊接 1149

19.4.5 梁的可拆接头处理 1151

19.4.6 端梁的制作 1152

19.4.7 小车架的制作 1153

19.4.8 通用桥式起重机桥架的组装 1154

19.5 起重机钢结构变形的火焰矫正 1158

19.5.1 火焰矫正的步骤和注意事项 1158

19.5.2 几种典型的矫正方式 1159

第20章 焊接结构制造质量控制和焊接接头的检测 1161

20.1 概述 1161

20.2 焊接结构制造质量控制标准 1161

20.2.1 影响钢熔焊接头质量的技术因素 1166

20.2.2 焊接接头缺陷的类别及其分级 1168

20.3 焊接结构制造质量的控制程序 1180

20.3.1 产品图样的评审 1181

20.3.2 焊接构件焊接技术条件的编制 1181

20.3.3 焊接工艺方案的编制 1182

20.3.4 焊接工艺试验 1182

20.3.5 焊接工艺文件 1182

20.3.6 焊接生产工艺过程的控制 1183

20.4 焊接结构生产企业的质量体系 1186

20.4.1 组织机构 1188

20.4.2 设计控制 1188

20.4.3 采购文件 1188

20.4.4 外购件的质量控制 1189

20.4.5 材料的标识和控制 1189

20.4.6 特殊工艺过程的控制 1189

20.4.7 不合格品的控制和处理 1189

20.4.8 质量成本 1190

20.5 焊接接头的质量检查 1190

20.5.1 焊接接头的目视检查 1190

20.5.2 焊接接头的无损检测 1193

20.5.3 焊接接头的破坏性检验 1220

参考文献 1233