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第1章 焊接电弧 1

1.1 焊接电弧机理 1

1.1.1 气体放电与焊接电弧 1

1.1.2 电弧中的带电粒子 2

1.1.3 电弧导电机构 5

1.1.4 电弧产热及温度分布 6

1.1.5 电弧压力与等离子气流 9

1.1.6 直流电弧与交流电弧 13

1.2 焊接电弧特性 15

1.2.1 焊接电弧静特性 15

1.2.2 焊接电弧动特性 17

1.2.3 阴极斑点和阳极斑点 19

1.2.4 电弧的阴极清理作用 20

1.2.5 电弧的挺直性与磁偏吹 21

1.3 电弧焊中的保护气 23

1.3.1 保护气种类与纯度 24

1.3.2 保护气的分解 25

1.3.3 混合气体的选择及作用 25

1.3.4 保护气气流与保护效果 30

1.4 电弧的引燃与稳弧措施 32

1.4.1 接触引弧 32

1.4.2 非接触引弧 32

1.4.3 交流电弧稳弧措施 34

第2章 电弧焊熔化现象 36

2.1 母材熔化与焊缝成形 36

2.1.1 母材熔化特征和焊缝形状尺寸 36

2.1.2 焊接参数与工艺的影响 40

2.1.3 焊缝成形缺陷及形成原因 42

2.2 焊丝熔化与熔滴过渡 45

2.2.1 焊丝的熔化与熔化速度 45

2.2.2 熔滴上的作用力与熔滴过渡分类 50

第3章 钨极氩弧焊 55

3.1 钨极氩弧焊特点与应用 55

3.1.1 钨极氩弧焊原理与特点 55

3.1.2 钨极氩弧焊应用对象 56

3.1.3 钨极氩弧焊设备 56

3.2 TIG焊中的钨电极 58

3.2.1 不同材料的电极 58

3.2.2 钨电极直径和前端形状 59

3.3 焊接方法 61

3.3.1 直流焊接与交流焊接 61

3.3.2 低频脉冲焊 62

3.3.3 高频脉冲焊 63

3.4 焊接条件的选择 65

3.4.1 焊接规范条件 65

3.4.2 焊接工艺条件 66

第4章 CO2气体保护电弧焊 69

4.1 CO2气体保护电弧焊特点 69

4.2 CO2气体保护电弧焊的金属化学基础 70

4.2.1 CO2气体的氧化性及合金元素的氧化 70

4.2.2 CO2气体保护电弧焊的脱氧措施与焊缝金属合金化 72

4.2.3 CO2气体保护电弧焊气孔问题 74

4.3 焊接飞溅 75

4.3.1 减少飞溅的措施 76

4.3.2 新型控制方法 77

4.3.3 表面张力过渡控制 79

4.4 CO2气体保护电弧焊设备 82

4.4.1 焊接电源 82

4.4.2 焊丝送给装置 83

4.4.3 其他设备 84

第5章 埋弧焊 85

5.1 埋弧焊原理及应用 85

5.1.1 埋弧焊原理与特点 85

5.1.2 埋弧焊的应用 87

5.2 埋弧焊设备 87

5.2.1 埋弧焊设备构成 87

5.2.2 埋弧焊自动调节系统 88

5.3 埋弧焊焊接 88

5.3.1 焊接现象 88

5.3.2 电弧特性 89

5.3.3 熔滴过渡 90

5.3.4 电极焊丝的熔化特性 91

5.3.5 母材的熔化 92

5.3.6 熔化金属与熔渣的反应 93

5.4 焊接材料 94

5.4.1 焊丝 95

5.4.2 焊剂 95

5.4.3 焊丝与焊剂的组配 97

5.5 高效埋弧焊方法 97

5.5.1 多电极埋弧焊 97

5.5.2 带状电极堆焊 99

5.5.3 板电极埋弧焊 100

5.5.4 填充金属焊接 100

第6章 船体结构材料 102

6.1 钢 102

6.1.1 钢的分类 102

6.1.2 船体结构钢的性能要求 106

6.1.3 船体结构钢的化学成分和力学性能 108

6.1.4 船用特殊性能钢 112

6.1.5 船体结构钢的选用 114

6.2 船用铝合金 115

6.2.1 纯铝 115

6.2.2 铝合金的分类及对船用铝合金性能的基本要求 116

6.2.3 铝合金的腐蚀与防腐 119

6.3 船用铜合金 120

6.3.1 纯铜 120

6.3.2 铜合金 120

6.4 船用钛合金 123

6.4.1 钛及钛合金的种类和性能 123

6.4.2 钛及钛合金的耐腐蚀性能 126

6.4.3 钛及钛合金在造船工业中的应用 126

6.5 船用工程塑料 127

6.5.1 造船中常用的塑料 127

6.5.2 工程塑料在船舶中的应用 129

第7章 船体与海上设施结构的焊接 132

7.1 船体结构的焊接 132

7.1.1 一般规定 132

7.1.2 船体构件的焊接 133

7.1.3 焊缝检验与修补 135

7.1.4 不锈钢及其复合钢板的焊接 136

7.1.5 铝合金的焊接 138

7.2 海上设施结构的焊接 139

7.2.1 一般规定 139

7.2.2 结构焊接 140

7.2.3 焊接检验 142

第8章 船体结构的疲劳强度 147

8.1 疲劳分析 147

8.1.1 疲劳分析方法 147

8.1.2 船体结构节点 148

8.1.3 疲劳校核部位 148

8.1.4 S-N曲线的选取 148

8.1.5 船体结构应力范围的Weibull分布 154

8.1.6 许用应力范围 154

8.1.7 累积损伤度计算 154

8.2 疲劳载荷 155

8.2.1 波浪弯矩和扭矩 155

8.2.2 海水动压力 157

8.2.3 船舶运动加速度 159

8.2.4 舱内货物压力 161

8.3 名义应力范围计算 162

8.3.1 应力范围简化计算 163

8.3.2 应力范围的合成 166

8.3.3 名义应力范围计算 167

8.3.4 局部名义应力范围直接计算 168

8.4 热点应力计算 169

8.4.1 热点应力评估方法 169

8.4.2 典型节点的应力集中系数 169

8.4.3 应力集中系数的计算方法 171

8.4.4 热点应力直接计算 171

第9章 焊接应力与变形 175

9.1 内应力的产生 175

9.1.1 内应力及其产生原因 175

9.1.2 热应变与相变应变 176

9.2 焊接应力与变形的形成过程 177

9.2.1 简单杆件的应力与变形 177

9.2.2 焊接引起的应力与变形 178

9.3 焊接残余应力 181

9.3.1 焊接残余应力的分布 181

9.3.2 焊接残余应力的影响 186

9.4 焊接残余变形 191

9.5 焊接残余应力与变形的测量和调控 194

9.5.1 残余应力与变形的测量方法 194

9.5.2 焊接残余应力与变形的调整与控制 200

第10章 焊接检验 215

10.1 船体结构无损检验 215

10.1.1 无损检测范围及数量 216

10.1.2 检测位置 217

10.2 检测前准备和外观检查 217

10.2.1 检查前清洁 217

10.2.2 外观检查 218

10.2.3 结果评定 218

10.3 射线检测 218

10.3.1 射线检测的器材 219

10.3.2 检测准备 219

10.3.3 射线检测工艺 220

10.3.4 评片 221

10.3.5 检测报告 221

10.4 超声波检测 222

10.4.1 超声波检测设备 222

10.4.2 超声波检测准备 222

10.4.3 超声波检测工艺 223

10.4.4 结果评定 223

10.4.5 检测报告 224

10.5 磁粉检测 224

10.5.1 检测设备 224

10.5.2 检测准备 225

10.5.3 磁粉检测工艺 225

10.5.4 结果评定 226

10.5.5 检测报告 226

10.6 渗透检测 227

10.6.1 检测器材 227

10.6.2 检测准备 227

10.6.3 渗透检测工艺 227

10.6.4 结果评定 228

10.6.5 检测报告 228

参考文献 229