中国焊接 1994-2016PDF电子书下载

技术篇 3

第1章 钎焊与特种连接 3

1.1 钎焊及特种连接技术发展概况 3

1.1.1 技术发展 3

1.1.2 钎焊及特种连接专业委员会学术活动 4

1.2 国家级研发平台 6

1.2.1 先进焊接与连接国家重点实验室 6

1.2.2 新型钎焊材料与技术国家重点实验室 6

1.3 应用基础研究成果 7

1.3.1 部分代表性的研究成果 7

1.3.2 专著 9

1.4 重大技术成果 10

1.4.1 专利 10

1.4.2 成果获奖 10

1.5 钎焊及特种连接专业委员会国际交流 13

参考文献 16

第2章 焊接性及焊接材料 18

2.1 中国钢铁工业的发展 18

2.2 材料的焊接性 20

2.2.1 合金结构钢的焊接性 20

2.2.2 微合金钢的焊接性 21

2.2.3 耐热钢的焊接性 22

2.2.4 镍基合金 23

2.3 焊接材料 24

2.3.1 国内焊接材料发展现状 24

2.3.2 焊接冶金理论的完善和发展 25

参考文献 27

第3章 压力焊方法及设备 28

3.1 概述 28

3.2 电阻焊机理及工艺研究进展 28

3.2.1 电阻焊新工艺 28

3.2.2 新型工业材料电阻焊机理及工艺 29

3.2.3 电阻焊过程数值模拟 30

3.3 电阻焊设备及控制技术进展 30

3.3.1 电阻焊电源与设备 30

3.3.2 电阻焊质量实时控制 31

3.4 摩擦焊机理及工艺研究进展 33

3.4.1 常规摩擦焊机理及工艺 33

3.4.2 搅拌摩擦焊机理及工艺 34

3.4.3 复合搅拌摩擦焊技术的创新发展 35

3.5 摩擦焊设备发展进程 37

3.5.1 连续驱动摩擦焊设备的发展及应用 37

3.5.2 惯性摩擦焊设备的发展及应用 38

3.5.3 径向摩擦焊设备的发展及应用 40

3.5.4 线性摩擦焊设备的发展及应用 41

3.5.5 搅拌摩擦焊设备的发展及应用 41

参考文献 43

第4章 高能束及特种焊接 44

4.1 高能束流焊接 44

4.1.1 概述 44

4.1.2 高能束流焊接基础研究 45

4.1.3 材料焊接性研究 50

4.1.4 高能束流焊接工艺技术进展 53

4.1.5 高能束流焊接装备技术 59

4.2 特种焊 63

4.2.1 爆炸焊 63

4.2.2 超声波焊接 70

参考文献 77

第5章 焊接检验与质量保证 79

5.1 焊接检验技术研究与应用 79

5.1.1 技术研究与开发 79

5.1.2 焊接检验技术在典型焊接产品检验中的应用 79

5.2 焊接生产的质量保证 82

5.2.1 质量保证体系的建立与发展 82

5.2.2 质量体系标准的应用 83

5.2.3 质量认证助推焊接企业走向世界 85

参考文献 86

第6章 焊接结构 87

6.1 概述 87

6.2 焊接残余应力与变形 87

6.2.1 焊接应力与变形的基本理论 87

6.2.2 厚壁结构焊接残余应力测试 88

6.2.3 焊接应力变形高效有限元计算 88

6.2.4 随焊冲击碾压法 89

6.2.5 随焊旋转挤压法 89

6.2.6 随焊电磁冲击法 90

6.2.7 搅拌摩擦焊应力与变形分析 91

6.3 焊接接头的等承载设计 91

6.3.1 焊接接头“等承载”思想的提出 91

6.3.2 承受静拉伸载荷时对接接头的等承载设计 92

6.3.3 承受静弯曲载荷时的对接接头等承载设计 93

6.3.4 基于断裂参量K因子的焊接接头等承载设计 94

6.3.5 关于动载荷条件下的等承载焊接接头设计问题 94

6.4 焊接结构的失效与评估 95

6.4.1 焊接结构断裂评定 95

6.4.2 焊接接头疲劳评估与延寿 97

6.4.3 焊接结构蠕变失效与断裂评估 99

参考文献 108

第7章 熔化焊 110

7.1 大功率固体激光-熔化极双电弧复合焊接技术及装备 110

7.2 超声复合电弧方法及物理特性研究 111

7.3 超音频方波大功率脉冲焊接电源技术及装备 112

7.4 变极性等离子弧穿孔焊接工艺及装备 113

7.5 摆动电弧窄间隙横焊技术 114

7.6 磁控电弧窄间隙焊接方法及装备 115

7.7 特厚结构双丝窄间隙自动埋弧焊技术 116

7.8 百万千瓦级先进电站汽轮机转子的焊接制造 117

7.9 航天运载器大型关键构件数字化弧焊系统装备 119

7.10 海底管道干式高气压环境焊接技术及装备 120

7.11 核电导流环复杂曲面异种材料自动堆焊技术及设备 122

7.12 油气输送钢管数字化焊接成套技术装备 123

7.13 水下湿法焊接熔滴过渡X射线高速成像系统及特征信息获取方法 124

参考文献 125

第8章 计算机辅助焊接工程 129

8.1 概述 129

8.2 焊接物理与工艺过程的数值模拟 129

8.2.1 电弧物理 129

8.2.2 等离子弧-熔池-小孔的一体化模型 130

8.2.3 等离子弧焊接熔池的穿孔过程 131

8.2.4 激光焊接过程 132

8.2.5 激光-GMAW复合热源焊接 132

8.2.6 搅拌摩擦焊的产热、传热与材料流动 134

8.3 焊接接头的组织模拟与预测 137

8.3.1 焊接熔池凝固过程模拟 137

8.3.2 焊接热影响区晶粒生长计算 138

8.4 焊接残余应力与变形的数值分析 139

8.4.1 核电设备典型焊接接头中的残余应力 139

8.4.2 异种钢焊接接头的残余应力数值模拟 140

8.4.3 建筑钢结构中箱型梁结构的焊接残余应力理论预测 140

8.4.4 核电转子焊接残余应力的数值模拟 141

8.4.5 固有应变法预测焊接变形 141

8.4.6 薄板结构中因焊接引起的屈曲变形（波浪变形） 142

8.4.7 固有应变法预测非对称曲面结构的焊接变形 142

8.4.8 汽车车门的焊接变形数值模拟 143

8.5 计算机辅助焊接应用软件 143

8.5.1 焊接基础数据共享 143

8.5.2 焊接性分析与预测 143

8.5.3 焊接专家系统与知识工程 144

8.5.4 智能化焊接办公系统 144

8.6 焊接过程计算机检测 144

8.6.1 基于单一传感器的背面小孔与熔池同步检测 145

8.6.2 激光焊接过程的视觉检测 146

8.6.3 GMAW熔池流动速度的实时检测 147

8.6.4 GTAW熔池表面三维恢复及熔透状态预测 148

8.7 数字化焊接制造 149

8.7.1 面向“互联网＋”的智慧焊接系统 149

8.7.2 数字化焊接车间 149

参考文献 151

第9章 智能化焊接机器人技术 153

9.1 概述 153

9.2 焊接智能化及机器人焊接研究现状 154

9.2.1 智能化焊接技术 154

9.2.2 智能化机器人焊接技术及系统 155

9.3 焊接多智能体及焊接智能车间 159

9.4 焊接机器人系统工程 160

9.5 机器人与自动化专业委员会发展概况 164

参考文献 165

第10章 电子工业中的焊接技术 166

10.1 芯片超声引线键合技术 166

10.2 晶圆键合技术 169

10.3 电子组装软钎焊技术 171

10.4 熔化微连接技术 175

10.5 纳米连接技术 176

10.6 微互连焊点可靠性及失效 181

参考文献 183

第11章 焊接环境、健康与安全 185

11.1 焊接EHS的发展 185

11.1.1 现状 185

11.1.2 趋势 185

11.2 焊接EHS法律、法规与标准 186

11.2.1 现状 186

11.2.2 差距 187

11.3 焊接整体防护新产品与新成果 188

11.3.1 厂房整体防护新产品 188

11.3.2 焊接整体防护新成果 189

11.4 焊接局部防护新产品与新成果 190

11.4.1 焊接面罩 191

11.4.2 焊接防护口罩 192

11.4.3 焊接防护服 193

11.4.4 焊接防护手套 193

11.4.5 其他防护用品 194

11.5 焊接EHS学术研究进展 194

11.5.1 电弧焊烟尘研究 194

11.5.2 电弧焊有害气体研究 195

11.5.3 电弧焊弧光研究 195

11.5.4 重金属污染研究 196

11.5.5 碳弧气刨污染研究 196

11.5.6 电磁污染研究 197

11.5.7 焊接材料与环境协调性研究 197

11.6 焊接EHS总结与展望 197

11.6.1 现状和存在的问题 197

11.6.2 对未来发展的建议 198

11.6.3 展望 198

参考文献 198

应用篇 203

第12章 发电设备制造安装中的焊接结构与技术 203

12.1 我国发电行业的发展 203

12.2 发电设备制造技术发展 204

12.2.1 火电设备技术发展 204

12.2.2 水电设备技术发展 204

12.2.3 核电设备技术发展 204

12.3 发电设备材料发展 205

12.3.1 火电设备材料发展 205

12.3.2 水轮机、水轮发电机、汽轮发电机材料发展 205

12.3.3 核电设备材料发展 205

12.4 焊接结构与技术 206

12.4.1 火电设备焊接结构与技术 206

12.4.2 水电设备焊接结构与技术 209

12.4.3 核电设备焊接结构与技术 214

参考文献 222

第13章 重型机械装备制造中的焊接结构与技术 224

13.1 重型机械装备发展概述 224

13.2 重型机械装备的发展 224

13.2.1 起重机的发展 224

13.2.2 大型矿用挖掘机的发展 236

13.2.3 架桥机的发展 236

13.2.4 盾构机的发展 239

13.3 重型机械装备制造中材料的发展 241

13.3.1 钢结构新材料的研发 241

13.3.2 焊接材料的研发 241

13.4 重型机械装备制造中焊接新设备的应用 244

13.4.1 焊接备料装备的应用 244

13.4.2 焊接新设备的推广应用 245

参考文献 248

第14章 油田与管道建设中的焊接技术 249

14.1 长输管道焊接技术 249

14.1.1 焊条电弧焊技术 249

14.1.2 手工半自动焊技术 249

14.1.3 管道全位置自动焊技术与装备 250

14.2 石油化工工艺管道焊接技术 256

14.2.1 焊条电弧焊技术 256

14.2.2 半自动焊技术 256

14.2.3 自动焊技术 257

14.3 海洋管道工程焊接技术 258

14.3.1 海洋管道工程焊接技术特点 258

14.3.2 海洋管道施工工艺流程 258

14.3.3 焊接工艺方法 258

14.3.4 工程应用 259

参考文献 259

第15章 汽车制造中的焊接技术 261

15.1 车身焊装 261

15.1.1 车身结构与材料 261

15.1.2 车身焊装生产线 261

15.1.3 车身制造中的焊接技术 263

15.2 汽车零部件焊接 267

15.2.1 汽车车身件焊接 267

15.2.2 汽车内饰件焊接 271

15.2.3 汽车底盘件焊接 273

15.3 激光焊技术在汽车制造中的应用 274

15.3.1 激光拼焊板技术 274

15.3.2 汽车车身激光焊 275

15.3.3 新能源汽车动力电池的激光焊 275

第16章 机车车辆制造及铁道建设中的焊接技术 279

16.1 概述 279

16.1.1 机车车辆制造中焊接技术的发展概况 279

16.1.2 铁道建设中钢轨焊接技术的发展概况 279

16.2 机车制造中的焊接技术 279

16.2.1 内燃机车制造中的焊接技术 279

16.2.2 电力机车制造中的焊接技术 280

16.3 客运车辆制造中的焊接技术 281

16.3.1 高速动车组制造中的焊接技术 281

16.3.2 城市轨道客车制造中的焊接技术 284

16.3.3 先进焊接与检测技术在客车车辆制造中的应用 285

16.4 货运车辆制造中的焊接技术 291

16.4.1 重载提速货车制造中的焊接技术 291

16.4.2 先进焊接技术在货车车辆制造中的应用 292

16.5 铁道建设中的钢轨焊接技术 293

16.5.1 无缝线路钢轨焊接技术 293

16.5.2 铁路道岔中钢轨与辙叉焊接技术 294

参考文献 295

第17章 造船与海洋工程建设中的焊接技术 297

17.1 概述 297

17.1.1 主要运输船舶概述 297

17.1.2 海洋工程装备发展概述 301

17.2 造船与海洋工程建造中焊接技术的发展 303

17.2.1 焊接材料及其应用 303

17.2.2 焊接新工艺和新装备的应用 305

参考文献 311

第18章 建筑工程建设中的焊接结构与技术 312

18.1 概述 312

18.2 建筑钢结构的发展历程 312

18.2.1 特殊结构 312

18.2.2 超高层建筑 314

18.2.3 大跨度结构 317

18.2.4 高耸结构 320

18.3 建筑钢结构焊接技术 321

18.3.1 焊接方法 321

18.3.2 焊接设备 322

18.3.3 高强度钢焊接技术 322

18.3.4 铸钢和铸钢节点的焊接技术 322

18.3.5 标准规范的编制与修订 323

参考文献 324

第19章 航天器制造中的焊接技术及应用 325

19.1 运载火箭贮箱焊接技术及应用 325

19.1.1 运载火箭贮箱简介 325

19.1.2 运载火箭贮箱焊接技术研究及应用 325

19.2 发动机焊接技术及应用 328

19.2.1 发动机简介 328

19.2.2 发动机焊接技术研究及应用 329

19.3 增压输送系统焊接技术及应用 332

19.3.1 增压输送系统简介 332

19.3.2 增压系统焊接技术研究及应用 333

19.4 载人航天系统焊接技术及应用 337

19.4.1 载人航天系统产品介绍 337

19.4.2 载人航天系统焊接技术研究及应用 337

19.5 卫星系统焊接技术及应用 341

19.5.1 卫星系统简介 341

19.5.2 卫星焊接技术研究及应用 341

参考文献 344

第20章 航空制造工程中的焊接技术 346

20.1 概述 346

20.2 飞机典型构件的焊接 347

20.2.1 起落架的焊接 347

20.2.2 油箱焊接 348

20.2.3 大厚度承力隔框的焊接 349

20.2.4 后机身带筋壁板穿透焊及双弧焊 354

20.2.5 金属蜂窝夹层结构 355

20.2.6 钛合金后机身带筋壁板激光焊接 358

20.3 发动机典型构件的焊接 361

20.3.1 燃烧室的焊接 361

20.3.2 机匣类组合件的焊接 363

20.3.3 加力燃烧室的焊接 364

20.3.4 火焰稳定器的焊接 365

20.3.5 盘轴类零件的焊接 366

20.3.6 导管的焊接 367

20.4 航空结构中的新型焊接技术 368

20.4.1 真空电子束钎焊技术 368

20.4.2 真空电弧钎焊技术 368

20.4.3 过渡液相扩散焊技术 370

20.4.4 放电等离子弧扩散焊技术 372

20.4.5 线性摩擦焊技术 373

20.4.6 搅拌摩擦焊技术 378

第21章 压力容器制造中的焊接技术 381

21.1 概述 381

21.2 压力容器行业中焊接技术的发展概况 384

21.2.1 压力容器制造中的窄间隙自动焊技术 384

21.2.2 压力容器制造中的堆焊技术 385

21.2.3 接管马鞍形焊缝的自动焊接技术 387

21.2.4 管子-管板全位置焊接技术 387

21.2.5 大型容器现场焊接技术 388

21.2.6 其他焊接技术 389

21.3 典型的压力容器产品 390

21.3.1 尿素合成塔 390

21.3.2 四合一连续重整反应器 390

21.3.3 加氢反应器 391

21.3.4 大型球形储罐 391

21.3.5 螺纹锁紧式高压换热器 392

21.3.6 费托合成反应器 392

21.3.7 气化炉 392

21.3.8 其他产品 392

21.4 发展趋势 396

参考文献 396

第22章 桥梁建造中的焊接技术 398

22.1 钢桥发展概述 398

22.1.1 铁路钢桥的发展 398

22.1.2 公路钢桥的发展 400

22.1.3 我国承建的国外钢桥 405

22.2 钢桥建造中焊接技术的发展 407

22.2.1 新材料的研发 407

22.2.2 焊接新工艺和新装备的应用 409

参考文献 412

第23章 堆焊及再制造 413

23.1 堆焊技术发展历程及现状 413

23.1.1 堆焊材料的发展 413

23.1.2 堆焊工艺的发展 416

23.2 堆焊技术在制造和再制造中的应用 417

23.2.1 钢铁行业 417

23.2.2 水泥行业 425

参考文献 430

综合篇 433

第24章 焊接专业教育 433

24.1 概述 433

24.1.1 焊接专业的创建 433

24.1.2 焊接专业发展初期 434

24.1.3 焊接专业的蓬勃发展期 434

24.1.4 焊接专业的转型发展期 435

24.2 焊接专业本科生的培养 435

24.2.1 培养目标及模式 435

24.2.2 课程体系 437

24.2.3 教材 438

24.2.4 毕业生 438

24.2.5 就业去向 440

24.3 焊接专业研究生的培养 440

24.3.1 硕士研究生的培养 440

24.3.2 博士研究生的培养 441

参考文献 443

第25章 IIW焊接培训与资格认证体系在中国的建立与发展 444

25.1 中德合作与CANB的建立 444

25.1.1 中德合作项目简要回顾 444

25.1.2 中德合作项目主要成果 444

25.1.3 中国成为欧洲以外首批获IIW授权的国家 445

25.2 CANB的发展与国际化焊接人才培养 447

25.2.1 地方焊接学会积极参与IIW体系推广 447

25.2.2 高校合作创新国际化工程化人才培养途径 447

25.2.3 国际焊接工程师培训与认证位列全球第一 447

25.2.4 WTI的发展成果介绍 448

25.3 CANBCC服务企业国际化发展 449

参考文献 450

第26章 中国焊接职业培训与认证 451

26.1 我国焊接职业培训与认证发展历程和现状简介 451

26.2 我国焊接职业培训与认证管理机构 451

26.3 我国主要大型焊接职业培训基地建设与发展回顾 452

26.3.1 中国石油国际焊接技术培训中心 452

26.3.2 中国焊接协会机器人焊接培训基地建设 453

26.4 焊接人才培养成就缩影——大国工匠绽放国际风采 454

26.5 中国焊接职业培训与认证展望 455

参考文献 456

第27章 焊接设备与装备 457

27.1 概述 457

27.2 我国成为焊接装备产能大国和出口大国 457

27.2.1 焊接装备产量 457

27.2.2 品质的提升促进产品出口 458

27.3 产业结构及地区分布 458

27.3.1 企业背景 458

27.3.2 企业地区分布情况 458

27.3.3 产品分布概况 459

27.4 技术进步推动产品结构转型升级 459

27.4.1 产品结构变化情况 459

27.4.2 技术发展带动产品结构的变化情况 460

27.5 市场需求加速我国焊接装备更新换代 462

27.5.1 逆变技术的普及与数字化焊接电源的发展 462

27.5.2 电阻焊设备 462

27.5.3 高技术焊接方法的研究及应用 463

27.5.4 焊接机器人本体技术的发展 464

27.6 辅机具助推焊接自动化水平飞跃发展 467

27.6.1 机器人关键零部件RV减速器发展情况 467

27.6.2 AGV小车研发 468

27.6.3 结构件全自动焊接机器人 468

27.6.4 单电源双细丝埋弧焊小车 469

27.6.5 超厚壁双丝（单丝）窄间隙自动埋弧焊设备 469

27.7 自动化装备设计水平显著提升，带动工业制造业换代升级 469

27.7.1 焊接机器人与自动化焊接 469

27.7.2 自动化焊接装备 471

27.8 数字化设备到数字化车间 472

27.8.1 焊接群控系统 472

27.8.2 自动化管理系统应用案例 472

27.8.3 工程机械结构件智能焊接车间 473

参考文献 473

第28章 焊接材料 474

28.1 中国焊接材料产量、出口量和进口量 474

28.1.1 1994—2016年中国焊接材料产量 474

28.1.2 中国焊接材料出口量 475

28.1.3 中国焊接材料进口量 475

28.2 中国焊接材料发展趋势分析 476

28.2.1 中国焊接材料总产量变化态势 476

28.2.2 中国焊接材料产业布局调整的趋势 476

28.2.3 中国焊接材料产品结构的变化 476

28.2.4 中国焊接材料高端化发展趋势 476

28.3 中国焊接材料制备技术的进步 476

28.3.1 检验与开发能力不断提升 477

28.3.2 原材料品质提升与控制保证了焊接材料产品质量的稳定 477

28.3.3 焊接材料制备技术不断升级完善 477

28.4 中国焊接材料在重点工程上的应用 479

28.4.1 电力工程 479

28.4.2 工程机械 482

28.4.3 管道工程 482

28.4.4 轨道交通 483

28.4.5 海洋工程及船舶制造 484

28.4.6 建筑及桥梁工程 485

28.4.7 大型石化工程 488

28.4.8 输变电工程 490

28.4.9 焊接材料的其他研究应用 490

28.5 中国焊接材料的发展展望 491

28.5.1 积极发展低碳环保的焊接材料生产方式和焊接材料产品 491

28.5.2 高端高效焊接材料将成为今后发展的重点 491

28.5.3 由生产型制造向服务型制造转变 492

28.5.4 加强品牌建设，实现差异化发展 492

参考文献 492

第29章 焊接标准化 493

29.1 概述 493

29.2 焊接标准体系建设 494

29.3 焊接领域内ISO标准的转化 496

29.3.1 基础标准的转化 497

29.3.2 管理标准的转化 498

29.3.3 产品标准的转化 500

29.3.4 方法标准的转化 502

29.4 结语 504

第30章 中国机械工程学会焊接学会及其开展的学术与国际交流活动 505

30.1 中国机械工程学会焊接学会组织机构 505

30.2 异彩纷呈的学术活动 506

30.3 国际交流与合作 509

30.4 持续发展 511

第31章 贸易促进与展览展示 513

第32章 焊接专利与科技成果 515

32.1 焊接专利 515

32.1.1 焊接设备与技术专利 515

32.1.2 焊接材料专利 519

32.1.3 切割设备与技术专利 521

32.2 中国专利奖 522

32.3 国家科技奖励 525

32.4 优秀焊接工程 526

32.5 中国焊接终身成就奖 527

32.6 焊接国际奖项 527

32.7 结语 528

参考文献 528