绪论 1
一、焊接方法的发展及其在现代工业中的作用 1
二、焊接的本质及其分类 2
三、课程内容和教学方法 3
第一章焊接电弧 5
1-1 电弧的物理基础 5
一、气体放电的基本概念 5
二、电弧中带电粒子的产生过程 6
三、电弧各区域的导电机构 19
四、最小电压原理 25
五、电弧的静特性 26
1-2焊接电弧的产热及温度分布 27
一、焊接电弧的产热机构 27
二、焊接电弧的热效率及能量密度 29
三、电弧的温度分布 29
1-3电弧力及影响因素 31
一、焊接电弧作用力 31
二、电弧力的影响因素 35
1-4交流电弧的特点 37
一、交流电弧的燃烧过程 37
二、交流电弧加热及电弧力作用的特点 38
1-5磁场对电弧的作用 38
一、电弧自身磁场的作用 38
二、外加磁场对电弧的作用 41
第二章焊丝的加热、熔化及熔滴过渡 44
2-1焊丝的加热与熔化 44
一、焊丝的加热与熔化特性 44
二、影响焊丝熔化速度的因素 45
2-2熔滴过渡和飞溅 47
一、熔滴上的作用力 47
二、熔滴过渡主要形式及其特点 50
三、熔敷系数和飞溅 60
四、熔滴过渡的控制 64
第三章母材熔化和焊缝成形 70
3-1 焊缝和熔池的形状尺寸及焊缝形成 70
一、焊缝形状尺寸及其与焊缝质量的关系 70
二、焊缝与熔池的关系及焊缝形成 71
3-2 电弧热与熔池形状的关系 71
一、电弧的热输入q与点热源计算 71
二、工件上的比热流的分布 75
3-3熔池受到的力和力对熔池尺寸的影响 78
一、力对热源作用位置及熔池形状的影响 78
二、力对熔池金属的流动及熔池形状的影响 79
三、微量元素对熔池形状的影响 80
3-4焊接参数和工艺因素对焊缝尺寸的影响 81
一、电流、电压、焊速等的影响 81
二、电流的种类和极性以及电极尺寸等的影响 82
三、其他工艺因素对焊缝尺寸的影响 84
3-5焊缝成形缺陷及缺陷形成的原因 85
一、未焊透 85
二、未熔合 85
三、烧穿 85
四、咬边 86
五、焊瘤 86
3-6焊缝成形的控制 86
一、平面内直缝的焊接 86
二、曲面焊缝的焊接 87
第四章埋弧焊 89
4-1埋弧焊的特点和应用 89
一、埋弧焊的特点 89
二、埋弧焊的应用 90
4-2埋弧焊的冶金特点 91
一、埋弧焊用的焊剂和焊丝及其配合 91
二、埋弧焊的冶金特点 95
4-3埋弧焊的自动调节系统 99
一、埋弧焊的自动调节 99
二、等速送丝调节系统 106
三、电弧电压反馈调节系统 110
4-4埋弧自动焊机 116
一、埋弧焊机分类与结构 116
二、MZ-1000型自动埋弧焊机 120
三、MZ-1-1000型自动埋弧焊机 126
4-5埋弧焊工艺和常见缺陷及其防止措施 128
一、埋弧焊工艺 128
二、埋弧焊常见缺陷及其防止措施 133
4-6高效埋弧焊及埋弧堆焊 133
一、单面焊双面成形 133
二、窄间隙埋弧焊 137
三、多丝多弧埋弧焊 138
四、埋弧堆焊 140
第五章钨极氩弧焊 143
5-1钨极氩弧焊的特点和应用 143
一、钨极氩弧焊的特点 143
二、钨极氩弧焊的应用 143
5-2氩气保护效果及焊枪结构 143
一、氩气 143
二、焊枪结构及气体保护效果 144
三、工艺因素对气体保护效果的影响 146
5-3钨极材料及钨极形状尺寸 146
一、钨极材料 146
二、钨极的直径和形状对焊接电弧的影响 147
5-4电流的种类和极性 149
一、电流种类和设性的选择 149
二、方波氩弧焊的特性 154
5-5交流钨极氩弧焊机 155
一、钨极氩弧焊机的一般结构 155
二、NSA-500-1型交流手工钨极氩弧焊机 156
5-6钨极氩弧焊规范参数 163
一、钨极氩弧焊规范参数选择 163
二、钨极氩弧焊的操作技术 164
5-7钨极脉冲氩弧焊 165
一、钨极脉冲氩弧焊的工艺特点 165
二、钨极脉冲氩弧焊规范参数选择 166
三、钨极脉冲氩弧焊电源 169
四、NSA5-25型钨极手工脉冲氩弧焊机 169
五、其它钨极氩弧焊方法 170
第六章熔化极氩弧焊 172
6-1熔化极氩弧焊的特点和应用 172
一、熔化极氩弧焊的特点 172
二、熔化极氩弧焊的应用 172
6-2亚射流过渡和电弧固有的调节作用 174
一、亚射流过渡的特点 174
二、亚射流电弧固有的自调节作用 175
6-3熔化极脉冲氩弧焊 176
一、工艺特点 176
二、脉冲参数选择 177
6-4窄间隙焊接 178
一、低热输入窄间隙焊接 179
二、高热输入窄间隙焊接 180
6-5混合气体选择及应用 183
一、Ar+He 183
二、Ar+H2 183
三、Ar+N2 183
四、Ar+O2 184
五、Ar+CO2 185
六、Ar+CO2+O2 185
七、CO2+O2 185
6-6气体保护半自动焊机的送丝系统 187
一、送丝方式 188
二、影响送丝稳定性的因素 188
第七章CO2气体保护电弧焊 193
7-1 CO2电弧焊的特点和应用 193
7-2 CO2电弧焊的冶金特性 194
一、合金元素的氧化 194
二、脱氧措施及焊缝金属的合金化 195
三、气孔问题 196
7-3 CO2气体及焊丝 198
一、CO2气体 198
二、焊丝 200
7-4 CO2电弧焊规范参数选择 202
一、短路过渡焊接 202
二、细颗粒过渡焊接 205
7-5减少金属飞溅的措施 207
一、正确选择工艺参数 207
二、颗粒过渡焊接时在CO2中加入Ar气 207
三、短路过渡焊接时限制金属液桥爆断能量 208
四、采用低飞溅率焊丝 209
7-6 CO2电弧焊设备 209
一、对电源特性的要求 209
二、供气系统 210
三、CO2焊机控制电路举例 211
7-7特种CO2电弧焊 213
一、药芯焊丝CO2电弧焊 213
二、CO2电弧点焊 215
第八章等离子弧焊接 217
8-1等离子弧的特性及等离子弧发生器 217
一、等离子弧的形成及应用特点 217
二、等离子弧发生器 220
三、双弧现象及其防止 225
8-2等离子弧焊接 227
一、焊接方法及参数选择 227
二、等离子弧焊接设备 234
8-3等离子弧切割、喷镀和堆焊 235
一、等离子弧切割 235
二、等离子弧堆焊 240
三、等离子弧喷镀 241
四、隧道型等离子弧喷射 242
第九章电弧焊自动控制技术 243
9-1 电弧焊接过程参数的恒值控制 243
一、转速自动调节方法 243
二、动态特性的改善 247
三、电弧焊机的典型拖动电路 248
9-2电弧焊的程序自动控制 252
一、程序自动控制的对象和要求 252
二、程序自动控制的原则和方法 255
三、电弧焊程序控制的基本环节 256
9-3 电弧焊的自动跟踪控制 267
一、自动跟踪控制系统的结构 267
二、电弧跟踪偏差的检测传感方法 268
三、执行机构和驱动电路 277
9-4电弧焊过程参数的适应控制 279
一、电弧过程的适应控制 279
二、垂直自动焊熔池液面高度控制系统 281
三、熔深适应控制 282
9-5弧焊机器人简介 285
一、示教再现型弧焊机器人 285
二、智能型弧焊机器人 286
第十章电渣焊 287
10-1电渣焊的特点及应用 287
一、电渣焊的基本原理 287
二、电渣焊的热源和焊缝结晶特点 287
三、电渣焊的焊接材料和冶金特点 290
四、电渣焊的应用 292
10-2丝极电渣焊 293
一、丝极电渣焊的工艺过程 293
二、丝极电渣焊的规范参数及其对熔池尺寸的影响 295
三、环缝电渣焊的工艺特点 299
四、电渣焊电源和焊接机头 299
五、电渣焊接头的常见缺陷和改善质量的途径 300
10-3板极、熔嘴和管极电渣焊简介 301
一、板极电渣焊 301
二、熔嘴电渣焊 302
三、管极电渣焊 304
附录 306
一、MZ1-1000埋弧焊机 306
二、NZC-1000型CO2自动焊机 310
参考文献 320