第1章 氩弧焊基础知识 1
1.1 氩弧焊概述 2
1.1.1 GTAW电弧的结构与特性 2
1.1.2 氩弧的形成 5
1.1.3 气体的电离现象 8
1.1.4 气体的保护作用 9
1.1.5 电弧的刚度 12
1.2 GTAW焊的特点 13
1.3 GTAW焊的电源种类与极性 14
1.4 手工钨极氩弧焊的基本操作方法 16
1.5 熔化极氩弧焊熔滴过渡特性 18
1.6 手工钨极氩弧焊的工艺参数及操作过程 19
1.6.1 电极 19
1.6.2 喷嘴 20
1.6.3 焊接速度 21
1.6.4 接头形式与焊件结构 21
1.7 电弧产生偏吹及稳定措施 21
第2章 氩弧焊设备 23
2.1 钨极氩弧焊设备的分类及特点 24
2.1.1 钨极氩弧焊设备的组成 24
2.1.2 钨极氩弧焊设备的特点 24
2.2 氩弧焊电源 26
2.2.1 交流钨极氩弧焊机 26
2.2.2 直流钨极氩弧焊机 30
2.2.3 逆变式直流氩弧焊机 35
2.2.4 脉冲钨极氩弧焊机 39
2.3 手工钨极氩弧焊枪 42
2.3.1 焊枪的作用与要求 42
2.3.2 焊枪的分类与结构 42
2.4 供气系统 44
2.4.1 氩气瓶 44
2.4.2 减压器 44
2.4.3 气体流量计 45
2.4.4 电磁气阀 45
2.5 水冷系统及送丝机构 45
2.5.1 水冷系统 45
2.5.2 送丝机构 46
2.6 特殊保护装置 46
2.6.1 平板对接的正面保护 46
2.6.2 平板对接的背面保护 47
2.6.3 小直径管子对接的保护 48
第3章 氩弧焊填充焊丝 49
3.1 氩弧焊用焊丝一般知识 50
3.1.1 焊丝的分类 51
3.1.2 焊丝的选用原则 52
3.2 碳钢和低合金钢焊丝 52
3.2.1 实心焊丝牌号 53
3.2.2 药芯焊丝牌号 53
3.2.3 焊丝的型号 53
3.3 不锈钢焊丝 59
3.3.1 不锈钢实心焊丝 59
3.3.2 不锈钢药芯焊丝 61
3.4 有色金属焊丝 62
3.4.1 铝及铝合金焊丝 62
3.4.2 钛及钛合金焊丝 63
3.4.3 镍及镍合金焊丝 65
3.4.4 铜及铜合金焊丝 65
3.4.5 镁焊丝 67
3.5 熔化衬垫 67
3.6 焊丝使用注意事项 68
第4章 钨极和保护气体 71
4.1 钨极 72
4.1.1 钨极的型号及特点 72
4.1.2 钨极的许用电流和电弧电压 74
4.1.3 钨极的形状及制备 75
4.1.4 钨极的选用 77
4.2 保护气体 78
4.2.1 氩气 78
4.2.2 氦气 79
4.2.3 混合气体 80
第5章 焊接坡口、焊前清理及气体保护 83
5.1 焊接坡口 84
5.1.1 对接接头坡口 84
5.1.2 T形接头及坡口 85
5.1.3 角接接头及坡口 86
5.2 焊前清理 86
5.2.1 机械清理法 86
5.2.2 化学清理法 87
5.3 气体保护 91
第6章 焊接工艺参数的选择 95
6.1 焊接条件 96
6.2 焊丝直径 97
6.3 钨极直径和端头形状 98
6.4 焊接电流 99
6.5 喷嘴直径 100
6.6 气体流量 101
6.7 焊接速度 102
6.8 预热和层间温度 102
6.9 焊接顺序 103
6.10 喷嘴至工件距离和电弧长度 103
6.11 钨极伸出长度 104
第7章 基本操作技术入门 105
7.1 引弧 106
7.1.1 接触短路引弧 106
7.1.2 高频高压引弧 106
7.1.3 高压脉冲引弧 107
7.2 手工GTAW的焊炬握持方法 108
7.3 手工GTAW的焊丝握持方法 108
7.4 手工GTAW的焊丝送进方式 109
7.4.1 连续送丝 109
7.4.2 断续送丝 110
7.4.3 通用送丝 110
7.4.4 焊丝紧贴坡口或钝边填丝法 111
7.4.5 送丝操作的注意事项 111
7.5 焊炬的移动方法 112
7.5.1 左焊法 113
7.5.2 右焊法 113
7.5.3 焊炬的运动形式 113
7.5.4 摇把焊（跳弧法） 115
7.6 焊丝的填充位置 116
7.6.1 外填丝法 116
7.6.2 内填丝法 117
7.6.3 依丝法 118
7.6.4 焊丝的续进手法 119
7.6.5 双面同时焊接法 120
7.7 接头和收弧 121
7.7.1 接头 121
7.7.2 收弧 122
第8章 手工GTAW入门操作技能 123
8.1 平敷焊 124
8.1.1 在不锈钢板上的平敷焊 124
8.1.2 在铝板上的平敷焊 126
8.2 平对接焊 128
8.3 平角焊 130
8.4 焊缝接头 133
8.5 各种位置焊接操作要领 134
8.5.1 平焊（1G）操作要领 135
8.5.2 横焊（2G和2R）操作要领 136
8.5.3 立焊（3G）操作要领 137
8.5.4 仰焊（4G）操作要领 138
8.5.5 管子水平固定和45°固定焊（5G和6G）操作要领 138
8.6 GTAW打底焊技术 140
8.6.1 操作方法 140
8.6.2 打底焊工艺 142
8.6.3 打底焊注意事项 144
8.7 常见焊接缺陷及预防 147
第9章 常用金属材料的GTAW焊 153
9.1 碳钢 154
9.1.1 低碳钢板对接焊的操作要点 154
9.1.2 焊接操作工艺 155
9.1.3 焊接 156
9.2 低合金钢 158
9.2.1 低合金高强度钢的焊接 159
9.2.2 低合金耐蚀钢的焊接 160
9.2.3 低温钢的焊接 162
9.3 珠光体耐热钢 168
9.3.1 对耐热钢的要求 168
9.3.2 铬钼珠光体耐热钢的化学成分 170
9.3.3 铬钼珠光体耐热钢的焊接特点 170
9.3.4 铬钼中温钢的焊材选择 170
9.3.5 铬钼中温钢的焊接工艺要点 170
9.4 马氏体耐热钢 173
9.4.1 马氏体耐热钢的焊接要点 174
9.4.2 马氏体耐热钢的热处理 175
第10章 不锈钢的焊接 178
10.1 不锈钢的分类及特性 178
10.1.1 马氏体不锈钢 178
10.1.2 铁素体和半铁素体或半马氏体不锈钢 179
10.1.3 奥氏体和奥氏体-铁素体不锈钢 181
10.2 奥氏体不锈钢的焊接性 182
10.2.1 晶间腐蚀 183
10.2.2 刀状腐蚀 183
10.2.3 应力腐蚀 185
10.2.4 热裂纹 186
10.2.5 热脆化 187
10.2.6 合金元素烧损 188
10.3 奥氏体不锈钢的焊材选用 188
10.4 奥氏体不锈钢的焊接工艺 189
10.4.1 焊前准备 189
10.4.2 焊件组装与定位 190
10.4.3 焊接 190
10.5 奥氏体不锈钢的焊后热处理 193
第11章 铝及铝合金的焊接 195
11.1 铝及铝合金材料的分类及牌号 196
11.1.1 铝及铝合金材料的分类 196
11.1.2 铝及铝合金材料的牌号（代号）表示方法 198
11.2 铝及铝合金的性能 201
11.2.1 铝及铝合金性能及应用特点 201
11.2.2 铝及铝合金的焊接性 204
11.3 焊前准备 209
11.3.1 接头形式和焊接坡口 209
11.3.2 焊前清理 210
11.3.3 装配 213
11.4 焊接材料 213
11.5 手工钨极氩弧焊工艺 218
11.5.1 预热 218
11.5.2 焊接工艺参数 220
11.6 手工钨极氩弧焊基本操作技能 226
11.6.1 引弧 226
11.6.2 运弧及送丝 226
11.6.3 停弧 228
11.6.4 熄弧 228
11.6.5 定位焊 229
11.7 各种位置的焊接 229
11.7.1 板件的焊接 230
11.7.2 管子的焊接 232
第12章 有色金属的GTAW焊 235
12.1 镍及镍合金 236
12.1.1 镍及镍合金的焊接特点 236
12.1.2 镍及镍合金的焊材选用 237
12.1.3 镍及镍合金的焊接工艺 238
12.2 镁及镁合金 239
12.3 铜及铜合金 240
12.3.1 铜及铜合金的焊接特点 241
12.3.2 紫铜的焊接 242
12.3.3 黄铜的焊接 245
12.3.4 青铜的焊接 247
12.4 钛及钛合金 250
12.5 锆及锆合金 252
第13章 GTAW应用实例 255
13.1 管道安装手工GTAW打底焊 256
13.2 15CrMo钢管的全位置GTAW焊 260
13.3 苯乙烯蒸气炉管的手工钨极氩弧焊 261
13.3.1 HK40与P22钢的焊接性分析 261
13.3.2 焊接方法及材料的选择 262
13.3.3 焊接工艺评定 263
13.3.4 焊工考试 265
13.3.5 炉管的现场焊接 265
13.4 磷脱氧铜的GTAW焊 265
13.4.1 焊接工艺及性能 266
13.4.2 焊接缺陷产生原因及防止方法 268
13.5 碳钢法兰与紫铜管的氩弧焊 270
13.5.1 可焊性分析 270
13.5.2 焊接工艺 271
13.5.3 焊接接头质量检验 273
13.6 不锈钢薄板的GTAW焊 273
13.6.1 不锈钢薄板的焊接工艺性分析 273
13.6.2 不锈钢薄板的钨极氩弧焊技术要领 275
13.6.3 结论 278
13.7 纯镍蒸发器的GTAW焊 278
13.7.1 蒸发器的材料及结构 278
13.7.2 施工现场环境 279
13.7.3 焊前准备 280
13.7.4 焊接工艺 282
13.7.5 焊后检验 283
13.7.6 结论 283
13.8 Q235钢与TA2钛复合板的氩弧焊 284
13.8.1 钢／钛复合板的焊接性能分析 284
13.8.2 钢／钛复合板的焊接接头设计 285
13.8.3 焊接材料选择 286
13.8.4 焊前准备 287
13.8.5 焊接 287
13.8.6 焊后检验 288
13.8.7 结论 289
13.9 000Cr26Mol高纯铁素体不锈钢的GTAW焊 289
13.9.1 材料的性能分析 289
13.9.2 焊接试验 291
13.9.3 焊接工艺 291
13.9.4 焊缝质量检验要求 292
13.9.5 结论 294
13.10 在42CrMo钢轴上氩弧堆焊铝青铜 294
13.10.1 焊接性分析 295
13.10.2 堆焊工艺 296
13.10.3 结论 298
第14章 焊接质量检验 299
14.1 无损检测 301
14.1.1 射线检测 302
14.1.2 超声检测 303
14.1.3 磁粉检测 304
14.1.4 渗透检测 305
14.1.5 涡流检测 307
14.1.6 声发射检测 307
14.2 焊接接头的拉伸试验 308
14.2.1 焊接接头的拉伸试验（GB 2651） 308
14.2.2 焊缝及熔敷金属拉伸试验（GB 2652） 309
14.3 焊接接头的弯曲试验（GB 2653） 310
14.3.1 弯曲试验的种类 310
14.3.2 弯曲试验的试样尺寸 311
14.3.3 试验方法 313
14.3.4 合格指标 314
14.4 焊接接头的冲击试验（GB 2650） 314
14.4.1 冲击试验的试样 315
14.4.2 冲击试样的截取 315
14.4.3 试样的制备 317
14.5 焊接接头的硬度试验（GB 2654） 317
14.6 焊接接头的耐晶间腐蚀试验 318
14.6.1 不锈钢10％（体积分数）草酸浸蚀试验方法（GB 4334.1） 318
14.6.2 硫酸-硫酸铜腐蚀试验方法 319
14.6.3 硫酸-硫酸铁腐蚀试验方法 320
14.6.4 65％硝酸腐蚀试验方法 320
14.6.5 硝酸-氢氟酸腐蚀试验方法 321
14.7 耐压试验 321
14.7.1 水压试验 321
14.7.2 气压试验 322
第15章 焊工安全技术 323
15.1 一般规定 324
15.1.1 影响焊接生产安全的危险因素 324
15.1.2 影响人体健康的有害因素 324
15.1.3 焊割作业是一种特种作业 324
15.1.4 焊割作业环境卫生标准 325
15.1.5 焊割作业中的一般安全技术 326
15.2 焊接安全用电 327
15.2.1 电流对人体的危害 327
15.2.2 发生焊接触电事故的原因 328
15.2.3 预防焊接触电的安全措施 329
15.3 氩弧焊安全技术 330
15.3.1 预防高频电磁场伤害 330
15.3.2 预防放射线伤害 331
15.3.3 预防弧光伤害 331
15.3.4 预防金属飞溅灼伤 333
15.3.5 预防焊接粉尘及有害气体中毒 334
15.3.6 预防火灾和爆炸 338
15.3.7 气瓶安全使用 339
15.3.8 预防噪声伤害 341
15.4 检修现场焊割安全作业 342
15.4.1 焊割前检查和安全准备 342
15.4.2 焊割作业前安全措施 342
15.4.3 焊割作业后安全检查 344
15.4.4 现场作业“十不焊” 344
参考文献 346