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第1章 焊接成形 1

1.1 焊接方法与分类 1

1.2 焊接方法与热源特征 9

1.2.1 常用焊接方法的热源特性 9

1.2.2 常用焊接方法的热源 10

1.3 焊接热循环 11

1.3.1 焊接热循环及其特征 11

1.3.2 焊接热循环特征参数 12

1.3.3 多层焊的焊接热循环 12

1.4 焊接热作用的特点与温度场描述 15

1.4.1 焊接热作用特点 15

1.4.2 焊接温度场 15

1.4.3 热传播的基本定律 15

1.5 焊接温度场的计算 16

1.5.1 影响焊接温度场的因素 16

1.5.2 焊接温度场的解析求解 17

1.5.3 焊接温度场的数值求解 20

1.6 熔池形状与焊缝成形 43

1.6.1 熔池形状 43

1.6.2 焊缝形状 43

1.6.3 钢结构焊缝外形尺寸要求 44

1.7 焊接方法和工艺条件对焊缝成形的影响 47

1.7.1 焊条电弧焊 47

1.7.2 埋弧焊 48

1.7.3 熔化极气体保护焊 51

1.7.4 活性化钨极氩弧焊 52

1.7.5 等离子弧焊 55

1.7.6 电子束焊 55

1.7.7 激光焊 55

1.8 焊接成形工艺缺陷 63

1.8.1 产生焊接成形工艺缺陷的主要因素 63

1.8.2 焊接成形工艺缺陷质量分级的限值 63

1.8.3 压焊接头各类焊接工艺缺欠 67

参考文献 70

第2章 材料焊接性 72

2.1 焊接热影响区的显微组织 72

2.1.1 焊接热影响区的组织分布 72

2.1.2 焊接冷却时间及计算 73

2.1.3 焊接热影响区性能评价 76

2.1.4 焊接热影响区热模拟 78

2.2 典型材料焊缝组织 80

2.2.1 低碳钢焊缝组织 80

2.2.2 低合金结构钢焊缝组织 81

2.2.3 不锈钢焊缝组织 83

2.3 焊接裂纹 88

2.3.1 热裂纹 90

2.3.2 冷裂纹 92

2.3.3 再热裂纹 97

2.3.4 层状撕裂 97

2.3.5 应力腐蚀裂纹 99

2.4 焊接性评价方法 99

2.4.1 焊接性概述 99

2.4.2 焊接性试验内容 99

2.4.3 焊接性试验方法分类 100

2.4.4 选择或设计焊接性试验方法的原则 100

2.4.5 常用工艺焊接性试验方法 100

2.4.6 焊接热（应力、应变）模拟试验方法 119

2.4.7 使用焊接性的试验方法 121

参考文献 123

第3章 焊接接头设计 124

3.1 焊接接头的构成与基本形式 124

3.1.1 焊接接头的构成及其组织与力学性能 124

3.1.2 焊接接头的基本形式 125

3.2 焊缝及坡口的设计与表达 126

3.2.1 焊缝的工程标注 126

3.2.2 焊接接头坡口设计 133

3.3 焊接接头的静载强度设计 161

3.3.1 焊接接头静载强度设计原则 161

3.3.2 熔焊接头的静载强度设计 161

3.3.3 点焊和缝焊接头的静载强度设计 164

3.4 焊接接头疲劳设计 166

3.4.1 焊接构件应力确定方法 166

3.4.2 疲劳分析方法 169

3.4.3 疲劳分析方法的选择 170

3.4.4 焊接接头疲劳设计 171

3.4.5 焊接构件疲劳试验 186

参考文献 192

第4章 焊接材料 193

4.1 焊条 193

4.1.1 焊条分类 193

4.1.2 焊条的组成 193

4.1.3 焊条的型号与性能 196

4.1.4 焊条的选用和用量计算 219

4.1.5 焊条检验 220

4.1.6 焊条的保管和使用 222

4.2 焊丝 223

4.2.1 焊丝的分类、型号和牌号 223

4.2.2 焊丝的检验和保管 229

4.2.3 焊丝的选用 244

4.3 焊剂 245

4.3.1 焊剂的分类及质量要求 245

4.3.2 焊剂的牌号和型号 249

4.3.3 焊剂的主要成分、性能及应用特点 251

参考文献 260

第5章 焊接工艺技术 262

5.1 焊条电弧焊 262

5.1.1 焊接位置 262

5.1.2 焊接参数 262

5.1.3 热输入 262

5.1.4 焊接操作技术 262

5.2 埋弧焊 265

5.2.1 埋弧焊分类 265

5.2.2 埋弧焊焊接条件 265

5.2.3 焊接参数选择 270

5.2.4 高效埋弧焊 273

5.3 熔化极气体保护焊 278

5.3.1 概述 278

5.3.2 CO2气体保护焊 279

5.3.3 MAG/MIG焊 282

5.3.4 STT焊接工艺 296

5.3.5 CMT焊接工艺 299

5.3.6 TIME焊接工艺 300

5.3.7 双丝焊焊接工艺 302

5.3.8 窄间隙MIG焊 307

5.4 电阻焊 310

5.4.1 电阻焊类型 310

5.4.2 金属材料电阻焊的焊接性 310

5.4.3 电阻焊的电极材料 311

5.4.4 点焊 311

5.4.5 缝焊 327

5.4.6 凸焊 330

5.4.7 电阻对焊 333

5.4.8 闪光对焊 333

5.5 非熔化极气体保护焊 335

5.5.1 钨极惰性气体保护焊 335

5.5.2 等离子弧焊 352

5.6 激光焊 367

5.6.1 激光焊概述 367

5.6.2 激光焊系统 367

5.6.3 金属材料对激光的吸收 369

5.6.4 金属材料的激光焊 371

5.6.5 激光焊焊接参数的选择 373

5.6.6 几种金属材料的激光焊工艺 376

5.7 电子束焊 380

5.7.1 电子束焊分类 380

5.7.2 电子束焊的准备 381

5.7.3 电子束焊接参数的选择 383

5.7.4 常用材料电子束焊的焊接性 386

5.7.5 电子束焊的焊缝缺陷 390

5.7.6 电子束焊的应用 391

5.8 摩擦焊 391

5.8.1 旋转摩擦焊 391

5.8.2 搅拌摩擦焊 403

5.8.3 线性摩擦焊 423

5.9 其他焊接方法 430

5.9.1 螺柱焊 430

5.9.2 水下焊接 432

参考文献 439

第6章 各种材料的焊接 442

6.1 碳素结构钢的焊接 442

6.2 低合金高强度钢的焊接 447

6.2.1 低合金结构钢的成分和性能 447

6.2.2 低合金高强度钢的焊接性 452

6.2.3 低合金高强度钢焊接工艺及焊接参数 456

6.3 低合金调质钢的焊接 462

6.3.1 化学成分和力学性能 462

6.3.2 低合金调质钢的焊接性 462

6.3.3 低碳调质钢的焊接工艺 470

6.3.4 中碳调质钢的焊接 481

6.4 低合金耐热钢和低温钢的焊接 486

6.4.1 低合金耐热钢的焊接 486

6.4.2 低温钢的焊接 496

6.5 不锈钢的焊接 502

6.5.1 奥氏体不锈钢的焊接 502

6.5.2 铁素体不锈钢的焊接 513

6.5.3 马氏体不锈钢的焊接 523

6.5.4 双相不锈钢的焊接 531

6.6 有色金属的焊接 540

6.6.1 铝及铝合金的焊接 540

6.6.2 镁及镁合金的焊接 554

6.6.3 铁及钛合金的焊接 563

6.7 高温合金的焊接 579

6.7.1 高温合金的成分与性能 579

6.7.2 高温合金的焊接性 585

6.7.3 高温合金焊接工艺 586

6.8 陶瓷与金属的连接 591

6.8.1 陶瓷材料的组成与性能 591

6.8.2 陶瓷与金属的连接特点 593

6.8.3 陶瓷与金属的扩散焊 598

6.9 铸铁的焊接 604

6.9.1 铸铁材料 604

6.9.2 铸铁的焊接工艺 607

6.10 异种材料的焊接 610

6.10.1 异种金属连接的特点 610

6.10.2 异种钢的焊接 614

6.10.3 异种有色金属的焊接 623

6.10.4 复合钢的焊接 628

6.10.5 钢与有色金属的焊接 631

参考文献 637

第7章 焊接装备与自动化 639

7.1 弧焊电源 639

7.1.1 弧焊电源的分类 639

7.1.2 弧焊电源的主要特性 641

7.1.3 弧焊电源的原理 641

7.1.4 焊条电弧焊电源 644

7.1.5 埋弧焊电源 649

7.2 埋弧焊设备 653

7.2.1 埋弧焊设备的组成与分类 653

7.2.2 典型埋弧焊设备 655

7.2.3 埋弧焊配套设备 661

7.3 气体保护焊设备 667

7.3.1 钨极惰性气体保护焊设备 667

7.3.2 熔化极气体保护焊设备 677

7.3.3 等离子弧焊设备 695

7.3.4 高效气体保护弧焊设备 705

7.3.5 气体保护焊设备的选用 719

7.4 电阻焊设备 726

7.4.1 电阻焊设备的分类 726

7.4.2 电阻焊设备的组成 728

7.4.3 电阻焊机的供电装置 728

7.4.4 电阻点焊机 730

7.4.5 电阻凸焊机 736

7.4.6 电阻缝焊机 737

7.4.7 电容储能缝焊机、点焊机 741

7.4.8 电阻对焊机 741

7.4.9 电阻焊机的选用 744

7.5 激光焊和电子束焊设备 745

7.5.1 激光焊设备 745

7.5.2 电子束焊设备 759

7.6 焊接自动化装备 768

7.6.1 通用型自动焊机 768

7.6.2 专用型自动焊装备 770

7.6.3 焊接机器人 796

7.6.4 焊接变位设备 826

7.6.5 焊接传感器与摆动器 842

7.6.6 焊接自动化辅助工装夹具 857

7.7 其他焊接设备 863

7.7.1 螺柱焊设备 863

7.7.2 超声波焊接设备 871

7.7.3 摩擦焊设备 876

参考文献 885

第8章 钎焊 887

8.1 钎焊方法 887

8.2 钎料 897

8.2.1 软钎料 897

8.2.2 硬钎料 903

8.3 钎剂 920

8.3.1 软钎剂 920

8.3.2 硬钎剂 927

8.4 钎焊接头设计 928

8.5 钎焊试验方法 931

8.5.1 钎焊润湿性能试验方法 931

8.5.2 钎焊接头强度试验方法 932

8.5.3 无铅软钎料试验方法 935

参考文献 940

第9章 热切割 941

9.1 热切割方法 941

9.2 气割 943

9.2.1 各种燃气的物理化学性质 943

9.2.2 常见材料的气割性 944

9.2.3 割炬 945

9.2.4 气割的主要工艺因素 946

9.2.5 气割工艺 948

9.2.6 气割质量 950

9.3 碳弧气刨 953

9.3.1 碳弧气刨设备 953

9.3.2 碳弧气刨工艺 955

9.4 等离子弧切割 958

9.4.1 等离子弧切割特点 958

9.4.2 等离子弧切割气体与电极 959

9.4.3 等离子弧切割工艺 960

9.4.4 等离子弧切割质量 964

9.5 激光切割 966

9.5.1 激光切割原理与特点 966

9.5.2 激光切割设备与工艺 966

9.5.3 激光切割质量及影响因素 973

9.6 水下切割 977

9.6.1 水下切割方法 977

9.6.2 水下切割工艺 979

参考文献 984

第10章 焊接应力与变形 985

10.1 金属的高温性能 985

10.2 焊接变形与应力的测量 986

10.2.1 焊接变形的测量 986

10.2.2 焊接残余应力的测量 987

10.3 焊接变形的估算 988

10.3.1 焊接变形的分类 988

10.3.2 横向变形的估算 988

10.3.3 纵向变形的估算 991

10.3.4 弯曲变形的估算 992

10.3.5 角变形的估算 992

10.4 焊接残余应力的典型分布 996

10.4.1 平板对接焊缝的残余应力 996

10.4.2 厚板对接焊缝的残余应力 998

10.4.3 圆筒体和球壳焊缝的残余应力 998

10.4.4 圆形封闭焊缝的残余应力 1002

10.4.5 梁构件的焊接残余应力 1002

10.4.6 表面堆焊的残余应力 1002

10.4.7 点焊接头的残余应力 1002

10.4.8 角接头的残余应力 1004

10.4.9 搅拌摩擦焊接头的残余应力 1004

10.5 焊接残余应力的估算 1008

10.5.1 纵向残余应力的估算 1008

10.5.2 对接接头的横向拘束应力估算 1009

10.5.3 筒体环缝焊接的残余应力估算 1009

10.6 焊接应力与变形的降低或消除 1010

10.6.1 焊接变形的降低或消除 1010

10.6.2 焊接残余应力的降低或消除 1012

参考文献 1013

第11章 焊接质量与管理 1015

11.1 焊接缺陷 1015

11.1.1 焊接缺陷及其特征 1015

11.1.2 焊接缺陷的危害及对质量的影响 1021

11.2 焊接无损检测 1021

11.2.1 目视检测 1021

11.2.2 射线检测 1023

11.2.3 超声检测 1031

11.2.4 渗透检测 1038

11.2.5 磁粉检测 1041

11.2.6 无损检测方法的选用 1043

11.3 焊接接头强度试验方法 1044

11.3.1 焊缝及熔敷金属拉伸性能检测 1046

11.3.2 焊接接头拉伸性能检测 1046

11.3.3 焊接接头弯曲及压扁性能检测 1047

11.3.4 焊接接头冲击试验 1050

11.3.5 焊接接头硬度测试试验 1052

11.4 焊接从业人员与工艺信息化管理 1054

11.4.1 焊接工艺设计与管理系统 1054

11.4.2 焊工培训与档案管理数据库系统 1056

11.4.3 焊接生产与质量信息管理数据库系统 1057

11.4.4 焊接标准和知识咨询数据库系统 1058

11.4.5 现代焊接教育与培训模式 1059

11.4.6 焊工技术档案管理系统开发 1060

11.5 焊接安全与卫生 1062

11.5.1 概述 1062

11.5.2 焊接安全与卫生标准 1062

11.5.3 焊接安全技术 1067

11.5.4 焊接劳动卫生防护 1072

参考文献 1079

附录 1081

附录A国家及行业焊接标准目录 1081

附录B常用英语焊接缩略语 1084

附录C化学元素周期表 1087

附录D常用单位换算 1088