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绪论 1

0.1 焊接方法的发展及分类 1

0.2 熔焊方法的物理本质及其特点 3

0.3 课程性质、任务及内容 5

第1章 焊接电弧 7

1.1 焊接电弧的物理基础 7

1.1.1 电弧的物理本质 7

1.1.2 电弧中带电粒子的产生 8

1.1.3 电弧中带电粒子的消失 14

1.2 焊接电弧的产生过程 15

1.2.1 接触式引弧 15

1.2.2 非接触式引弧 16

1.3 焊接电弧的构造及其导电机构 17

1.3.1 焊接电弧的构造 17

1.3.2 焊接电弧的导电机构 18

1.3.3 最小电压原理 21

1.4 焊接电弧的电特性 22

1.4.1 焊接电弧的静特性 22

1.4.2 焊接电弧的动特性 24

1.5 焊接电弧的产热及温度分布 27

1.5.1 焊接电弧的产热机构 27

1.5.2 焊接电弧的温度分布 29

1.6 焊接电弧力及其影响因素 30

1.6.1 焊接电弧力 30

1.6.2 焊接电弧力的影响因素 33

1.7 焊接电弧的稳定性及其影响因素 35

1.7.1 焊接电弧的稳定性 35

1.7.2 焊接电弧稳定性的影响因素 35

复习思考题 37

第2章 焊丝的熔化和熔滴过渡 38

2.1 焊丝的加热与熔化 38

2.1.1 焊丝的熔化热源 38

2.1.2 影响焊丝熔化速度的因素 39

2.2 熔滴上的作用力 42

2.2.1 重力 42

2.2.2 表面张力 42

2.2.3 电弧力 43

2.2.4 爆破力 43

2.2.5 电弧气体吹力 43

2.3 熔滴过渡主要形式及其特点 44

2.3.1 短路过渡 45

2.3.2 滴状过渡 49

2.3.3 喷射过渡 49

2.3.4 渣壁过渡 52

2.4 熔滴过渡的新理论与新技术 53

2.4.1 双脉冲射滴过渡焊接技术 53

2.4.2 双丝GMA W熔滴过渡焊接技术 54

2.4.3 冷金属过渡气体保护电弧焊技术 55

2.5 熔滴过渡的损失及飞溅 56

2.5.1 熔敷效率、熔敷系数和损失率 56

2.5.2 熔滴过渡的飞溅 56

复习思考题 59

第3章 母材的熔化和焊缝成形 60

3.1 焊缝形成过程及焊缝形状尺寸 60

3.1.1 焊缝形成过程 60

3.1.2 焊缝形状尺寸 61

3.2 熔池形状与焊接电弧热的关系 62

3.2.1 焊接电弧的有效热功率及热效率 62

3.2.2 焊接温度场 63

3.2.3 焊件比热流与焊接参数的关系 65

3.2.4 熔池尺寸与比热流分布的关系 67

3.3 熔池受到的力及其对焊缝成形的影响 67

3.3.1 熔池金属的重力 67

3.3.2 表面张力 67

3.3.3 焊接电弧力 68

3.3.4 熔滴冲击力 68

3.4 焊接参数和工艺因素对焊缝成形的影响 69

3.4.1 焊接参数对焊缝成形的影响 69

3.4.2 焊接电流种类和极性、电极尺寸对焊缝成形的影响 70

3.4.3 其他工艺因素对焊缝成形的影响 71

3.5 焊缝成形缺欠及其防止 72

3.5.1 未熔合和未焊透 73

3.5.2 焊缝形状不良 74

复习思考题 75

第4章 电弧焊自动控制基础 76

4.1 电弧焊的程序自动控制 76

4.1.1 电弧焊程序自动控制的对象和基本要求 76

4.1.2 电弧焊程序自动控制转换的类型和实现方法 78

4.1.3 电弧焊程序自动控制的基本环节及其实现方法 79

4.2 电弧焊的自动调节系统 85

4.2.1 自动调节的必要性及原理 85

4.2.2 电弧自身调节系统 86

4.2.3 电弧电压反馈调节系统 92

4.3 弧焊机器人概述 97

4.3.1 发展概况 97

4.3.2 弧焊机器人在生产中的作用及特点 98

4.3.3 示教再现型弧焊机器人 99

4.3.4 智能型弧焊机器人 101

复习思考题 104

第5章 埋弧焊 105

5.1 埋弧焊原理、特点及应用 105

5.1.1 埋弧焊的工作原理 105

5.1.2 埋弧焊的特点 105

5.1.3 埋弧焊的应用 106

5.2 埋弧焊的冶金特点 107

5.2.1 冶金特点 107

5.2.2 低碳钢埋弧焊的主要化学冶金反应 107

5.3 埋弧焊用焊接材料 111

5.3.1 焊剂 111

5.3.2 焊丝 113

5.3.3 焊剂与焊丝的匹配 114

5.4 埋弧焊设备 116

5.4.1 埋弧焊设备的分类与组成 116

5.4.2 机械系统 118

5.4.3 焊接电源 120

5.4.4 控制系统 120

5.4.5 MZ—1000型埋弧焊机 121

5.4.6 MZ—1—1000型埋弧焊机 123

5.5 埋弧焊工艺 129

5.5.1 埋弧焊工艺的内容 129

5.5.2 焊前准备 129

5.5.3 对接接头埋弧焊工艺 130

5.5.4 T形接头和搭接接头埋弧焊工艺 136

5.5.5 20G钢蒸汽锅炉上锅筒埋弧焊工艺实例 137

5.6 埋弧焊的其他方法 138

5.6.1 多丝埋弧焊 138

5.6.2 窄间隙埋弧焊 139

5.6.3 埋弧堆焊 140

复习思考题 141

第6章 钨极惰性气体保护焊（TIG） 142

6.1 TIG焊原理、特点及应用 142

6.1.1 TIG焊的工作原理 142

6.1.2 TIG焊的特点 143

6.1.3 TIG焊的应用 144

6.2 TIG焊设备 144

6.2.1 TIG焊设备的组成 144

6.2.2 焊接电源 145

6.2.3 引弧装置和稳弧装置 150

6.2.4 焊枪 152

6.2.5 供气系统与水冷系统 154

6.2.6 程序控制系统 155

6.2.7 WSJ—500型手工交流TIG焊机 156

6.3 TIG焊用焊接材料 159

6.3.1 保护气体 159

6.3.2 钨极 160

6.3.3 焊丝 162

6.4 TIG焊工艺 162

6.4.1 接头及坡口形式 162

6.4.2 焊件和焊丝的焊前清理 162

6.4.3 焊接参数的选择 164

6.4.4 1035（原L4）工业纯铝卧式储罐手工TIG焊工艺实例 169

6.5 TIG焊的其他方法 170

6.5.1 热丝TIG焊 170

6.5.2 活性焊剂氩弧焊（A-TIG焊） 171

6.5.3 钨极脉冲氩弧焊 173

复习思考题 176

第7章 熔化极氩弧焊（MIG、MAG） 177

7.1 熔化极氩弧焊原理、特点及应用 177

7.1.1 熔化极氩弧焊的工作原理 177

7.1.2 熔化极氩弧焊的特点 177

7.1.3 熔化极氩弧焊的应用 178

7.2 熔化极氩弧焊的熔滴过渡 178

7.2.1 焊接时的极性选择 178

7.2.2 射滴过渡 179

7.2.3 射流过渡 180

7.2.4 亚射流过渡 180

7.3 熔化极氩弧焊的自动调节系统 181

7.3.1 电弧自身调节系统 181

7.3.2 电弧固有的自调节系统 181

7.4 熔化极氩弧焊设备 183

7.4.1 熔化极氩弧焊设备的组成 183

7.4.2 焊接电源 183

7.4.3 送丝系统 184

7.4.4 焊枪和导丝管 185

7.4.5 供气系统和水冷系统 187

7.4.6 控制系统 188

7.4.7 熔化极氩弧焊焊机的型号及技术参数 189

7.4.8 NB—400型半自动熔化极氩弧焊机 189

7.5 熔化极氩弧焊用焊接材料 192

7.5.1 保护气体 192

7.5.2 焊丝 194

7.6 熔化极氩弧焊工艺 198

7.6.1 焊前准备 198

7.6.2 焊接参数 198

7.6.3 熔化极氩弧焊常用的焊接工艺 199

7.6.4 6351-T4铝合金管熔化极氩弧焊工艺实例 203

7.7 熔化极氩弧焊的其他方法 203

7.7.1 脉冲熔化极氩弧焊 203

7.7.2 双丝熔化极氩弧焊 207

7.7.3 TIME焊 209

复习思考题 210

第8章 CO2气体保护电弧焊 211

8.1 CO2气体保护电弧焊原理、特点及应用 211

8.1.1 CO2气体保护电弧焊的工作原理 211

8.1.2 CO2气体保护电弧焊的特点 212

8.1.3 CO2气体保护电弧焊的应用 213

8.2 CO2气体保护电弧焊熔滴过渡的特点 213

8.3 CO2气体保护电弧焊的冶金特点 214

8.3.1 合金元素氧化问题 214

8.3.2 脱氧与合金化问题 215

8.3.3 气孔问题 216

8.4 CO2气体保护电弧焊设备 218

8.4.1 CO2气体保护电弧焊设备的组成 218

8.4.2 焊接电源 219

8.4.3 控制系统 220

8.4.4 送丝系统 221

8.4.5 焊枪与软管 222

8.4.6 供气系统 223

8.4.7 NBC7—250（IGBT）型逆变式CO2焊机 224

8.5 CO2气体保护电弧焊用焊接材料 228

8.5.1 CO2气体 228

8.5.2 焊丝 229

8.6 飞溅问题与控制措施 231

8.7 CO2气体保护电弧焊工艺 232

8.7.1 焊前准备 232

8.7.2 焊接参数的选择 233

8.7.3 鳍片管的半自动CO2气体保护电弧焊工艺实例 239

8.8 CO2气体保护电弧焊的其他方法 240

8.8.1 药芯焊丝CO2气体保护电弧焊 240

8.8.2 波形控制CO2气体保护电弧焊和STT控制法 242

复习思考题 244

第9章 等离子弧焊接与喷涂 245

9.1 等离子弧特性及其发生器 245

9.1.1 等离子弧的特性 245

9.1.2 等离子弧发生器 249

9.1.3 双弧现象及其防止 255

9.2 等离子弧焊接 257

9.2.1 等离子弧焊接原理、特点及应用 257

9.2.2 等离子弧焊接设备 259

9.2.3 等离子弧焊接工艺 266

9.2.4 不锈钢管纵缝等离子弧焊接工艺实例 271

9.2.5 等离子弧焊接的其他方法 272

9.3 等离子弧喷涂 275

9.3.1 等离子弧喷涂原理、特点及应用 275

9.3.2 等离子弧喷涂设备 276

9.3.3 常用的等离子弧喷涂材料 279

9.3.4 等离子弧喷涂工艺 280

9.3.5 内燃机活塞面A12O3陶瓷涂层的等离子弧喷涂工艺实例 283

复习思考题 284

第10章 电渣焊 285

10.1 电渣焊的原理、特点及应用 285

10.1.1 电渣焊的工作原理 285

10.1.2 电渣焊的特点 286

10.1.3 电渣焊的类型及其应用 286

10.2 电渣焊热过程和结晶组织的特点 287

10.2.1 电渣焊热源及热过程的特点 287

10.2.2 电渣焊结晶组织的特点 288

10.3 电渣焊用焊接材料 289

10.3.1 焊剂 289

10.3.2 电极材料 290

10.4 丝极电渣焊设备 291

10.4.1 丝极电渣焊设备的组成 291

10.4.2 焊接电源 292

10.4.3 机头 292

10.4.4 焊缝强制成形装置 293

10.4.5 控制系统 294

10.4.6 HS—1000型电渣焊机 295

10.5 丝极电渣焊工艺 298

10.5.1 电渣焊接头设计 298

10.5.2 焊接参数的选择 299

10.5.3 焊接操作工艺 302

10.5.4 电站锅炉筒体纵缝丝极电渣焊工艺实例 303

10.6 其他电渣焊简介 305

10.6.1 板极电渣焊 305

10.6.2 熔嘴电渣焊 305

10.6.3 管极电渣焊 307

10.6.4 电渣压力焊 308

10.7 电渣焊常见的缺欠及其防止 309

复习思考题 312

第11章 高能束流焊 313

11.1 高能束流焊的物理基础 313

11.1.1 热源功率密度与热过程行为 313

11.1.2 获得高能束流的基本原理 314

11.1.3 高能束流焊形成深宽比大焊缝的机制 319

11.2 电子束焊 322

11.2.1 电子束焊的原理、特点及应用 322

11.2.2 真空电子束焊接设备 324

11.2.3 电子束焊接工艺 328

11.3 激光焊 331

11.3.1 激光焊的原理、特点、类型及应用 331

11.3.2 激光的产生 336

11.3.3 激光焊接设备 341

11.3.4 激光焊接工艺 348

复习思考题 351

第12章 复合焊 352

12.1 概述 352

12.1.1 复合焊的概念及特征 352

12.1.2 复合焊的优势 353

12.1.3 复合焊的种类 354

12.2 等离子弧-GMA复合焊 354

12.2.1 等离子弧-MIG同轴复合焊 354

12.2.2 等离子弧-MIG/MAG旁轴复合焊 355

12.2.3 等离子弧-GMA复合焊的应用 357

12.3 激光-电弧复合焊 358

12.3.1 激光-TIG复合焊 359

12.3.2 激光-MIG/MAG复合焊 360

12.3.3 激光-等离子弧复合焊 362

12.3.4 激光-电弧复合焊的应用 363

12.4 TIG- MIG复合焊 365

12.4.1 TIG- MIG复合焊的原理和特点 365

12.4.2 TIG- MIG复合焊的应用 367

复习思考题 369

参考文献 370