技术篇 3
第1章 钎焊与特种连接 3
1.1 钎焊及特种连接技术发展概况 3
1.1.1 技术发展 3
1.1.2 钎焊及特种连接专业委员会学术活动 4
1.2 国家级研发平台 6
1.2.1 先进焊接与连接国家重点实验室 6
1.2.2 新型钎焊材料与技术国家重点实验室 6
1.3 应用基础研究成果 7
1.3.1 部分代表性的研究成果 7
1.3.2 专著 9
1.4 重大技术成果 10
1.4.1 专利 10
1.4.2 成果获奖 10
1.5 钎焊及特种连接专业委员会国际交流 13
参考文献 16
第2章 焊接性及焊接材料 18
2.1 中国钢铁工业的发展 18
2.2 材料的焊接性 20
2.2.1 合金结构钢的焊接性 20
2.2.2 微合金钢的焊接性 21
2.2.3 耐热钢的焊接性 22
2.2.4 镍基合金 23
2.3 焊接材料 24
2.3.1 国内焊接材料发展现状 24
2.3.2 焊接冶金理论的完善和发展 25
参考文献 27
第3章 压力焊方法及设备 28
3.1 概述 28
3.2 电阻焊机理及工艺研究进展 28
3.2.1 电阻焊新工艺 28
3.2.2 新型工业材料电阻焊机理及工艺 29
3.2.3 电阻焊过程数值模拟 30
3.3 电阻焊设备及控制技术进展 30
3.3.1 电阻焊电源与设备 30
3.3.2 电阻焊质量实时控制 31
3.4 摩擦焊机理及工艺研究进展 33
3.4.1 常规摩擦焊机理及工艺 33
3.4.2 搅拌摩擦焊机理及工艺 34
3.4.3 复合搅拌摩擦焊技术的创新发展 35
3.5 摩擦焊设备发展进程 37
3.5.1 连续驱动摩擦焊设备的发展及应用 37
3.5.2 惯性摩擦焊设备的发展及应用 38
3.5.3 径向摩擦焊设备的发展及应用 40
3.5.4 线性摩擦焊设备的发展及应用 41
3.5.5 搅拌摩擦焊设备的发展及应用 41
参考文献 43
第4章 高能束及特种焊接 44
4.1 高能束流焊接 44
4.1.1 概述 44
4.1.2 高能束流焊接基础研究 45
4.1.3 材料焊接性研究 50
4.1.4 高能束流焊接工艺技术进展 53
4.1.5 高能束流焊接装备技术 59
4.2 特种焊 63
4.2.1 爆炸焊 63
4.2.2 超声波焊接 70
参考文献 77
第5章 焊接检验与质量保证 79
5.1 焊接检验技术研究与应用 79
5.1.1 技术研究与开发 79
5.1.2 焊接检验技术在典型焊接产品检验中的应用 79
5.2 焊接生产的质量保证 82
5.2.1 质量保证体系的建立与发展 82
5.2.2 质量体系标准的应用 83
5.2.3 质量认证助推焊接企业走向世界 85
参考文献 86
第6章 焊接结构 87
6.1 概述 87
6.2 焊接残余应力与变形 87
6.2.1 焊接应力与变形的基本理论 87
6.2.2 厚壁结构焊接残余应力测试 88
6.2.3 焊接应力变形高效有限元计算 88
6.2.4 随焊冲击碾压法 89
6.2.5 随焊旋转挤压法 89
6.2.6 随焊电磁冲击法 90
6.2.7 搅拌摩擦焊应力与变形分析 91
6.3 焊接接头的等承载设计 91
6.3.1 焊接接头“等承载”思想的提出 91
6.3.2 承受静拉伸载荷时对接接头的等承载设计 92
6.3.3 承受静弯曲载荷时的对接接头等承载设计 93
6.3.4 基于断裂参量K因子的焊接接头等承载设计 94
6.3.5 关于动载荷条件下的等承载焊接接头设计问题 94
6.4 焊接结构的失效与评估 95
6.4.1 焊接结构断裂评定 95
6.4.2 焊接接头疲劳评估与延寿 97
6.4.3 焊接结构蠕变失效与断裂评估 99
参考文献 108
第7章 熔化焊 110
7.1 大功率固体激光-熔化极双电弧复合焊接技术及装备 110
7.2 超声复合电弧方法及物理特性研究 111
7.3 超音频方波大功率脉冲焊接电源技术及装备 112
7.4 变极性等离子弧穿孔焊接工艺及装备 113
7.5 摆动电弧窄间隙横焊技术 114
7.6 磁控电弧窄间隙焊接方法及装备 115
7.7 特厚结构双丝窄间隙自动埋弧焊技术 116
7.8 百万千瓦级先进电站汽轮机转子的焊接制造 117
7.9 航天运载器大型关键构件数字化弧焊系统装备 119
7.10 海底管道干式高气压环境焊接技术及装备 120
7.11 核电导流环复杂曲面异种材料自动堆焊技术及设备 122
7.12 油气输送钢管数字化焊接成套技术装备 123
7.13 水下湿法焊接熔滴过渡X射线高速成像系统及特征信息获取方法 124
参考文献 125
第8章 计算机辅助焊接工程 129
8.1 概述 129
8.2 焊接物理与工艺过程的数值模拟 129
8.2.1 电弧物理 129
8.2.2 等离子弧-熔池-小孔的一体化模型 130
8.2.3 等离子弧焊接熔池的穿孔过程 131
8.2.4 激光焊接过程 132
8.2.5 激光-GMAW复合热源焊接 132
8.2.6 搅拌摩擦焊的产热、传热与材料流动 134
8.3 焊接接头的组织模拟与预测 137
8.3.1 焊接熔池凝固过程模拟 137
8.3.2 焊接热影响区晶粒生长计算 138
8.4 焊接残余应力与变形的数值分析 139
8.4.1 核电设备典型焊接接头中的残余应力 139
8.4.2 异种钢焊接接头的残余应力数值模拟 140
8.4.3 建筑钢结构中箱型梁结构的焊接残余应力理论预测 140
8.4.4 核电转子焊接残余应力的数值模拟 141
8.4.5 固有应变法预测焊接变形 141
8.4.6 薄板结构中因焊接引起的屈曲变形（波浪变形） 142
8.4.7 固有应变法预测非对称曲面结构的焊接变形 142
8.4.8 汽车车门的焊接变形数值模拟 143
8.5 计算机辅助焊接应用软件 143
8.5.1 焊接基础数据共享 143
8.5.2 焊接性分析与预测 143
8.5.3 焊接专家系统与知识工程 144
8.5.4 智能化焊接办公系统 144
8.6 焊接过程计算机检测 144
8.6.1 基于单一传感器的背面小孔与熔池同步检测 145
8.6.2 激光焊接过程的视觉检测 146
8.6.3 GMAW熔池流动速度的实时检测 147
8.6.4 GTAW熔池表面三维恢复及熔透状态预测 148
8.7 数字化焊接制造 149
8.7.1 面向“互联网＋”的智慧焊接系统 149
8.7.2 数字化焊接车间 149
参考文献 151
第9章 智能化焊接机器人技术 153
9.1 概述 153
9.2 焊接智能化及机器人焊接研究现状 154
9.2.1 智能化焊接技术 154
9.2.2 智能化机器人焊接技术及系统 155
9.3 焊接多智能体及焊接智能车间 159
9.4 焊接机器人系统工程 160
9.5 机器人与自动化专业委员会发展概况 164
参考文献 165
第10章 电子工业中的焊接技术 166
10.1 芯片超声引线键合技术 166
10.2 晶圆键合技术 169
10.3 电子组装软钎焊技术 171
10.4 熔化微连接技术 175
10.5 纳米连接技术 176
10.6 微互连焊点可靠性及失效 181
参考文献 183
第11章 焊接环境、健康与安全 185
11.1 焊接EHS的发展 185
11.1.1 现状 185
11.1.2 趋势 185
11.2 焊接EHS法律、法规与标准 186
11.2.1 现状 186
11.2.2 差距 187
11.3 焊接整体防护新产品与新成果 188
11.3.1 厂房整体防护新产品 188
11.3.2 焊接整体防护新成果 189
11.4 焊接局部防护新产品与新成果 190
11.4.1 焊接面罩 191
11.4.2 焊接防护口罩 192
11.4.3 焊接防护服 193
11.4.4 焊接防护手套 193
11.4.5 其他防护用品 194
11.5 焊接EHS学术研究进展 194
11.5.1 电弧焊烟尘研究 194
11.5.2 电弧焊有害气体研究 195
11.5.3 电弧焊弧光研究 195
11.5.4 重金属污染研究 196
11.5.5 碳弧气刨污染研究 196
11.5.6 电磁污染研究 197
11.5.7 焊接材料与环境协调性研究 197
11.6 焊接EHS总结与展望 197
11.6.1 现状和存在的问题 197
11.6.2 对未来发展的建议 198
11.6.3 展望 198
参考文献 198
应用篇 203
第12章 发电设备制造安装中的焊接结构与技术 203
12.1 我国发电行业的发展 203
12.2 发电设备制造技术发展 204
12.2.1 火电设备技术发展 204
12.2.2 水电设备技术发展 204
12.2.3 核电设备技术发展 204
12.3 发电设备材料发展 205
12.3.1 火电设备材料发展 205
12.3.2 水轮机、水轮发电机、汽轮发电机材料发展 205
12.3.3 核电设备材料发展 205
12.4 焊接结构与技术 206
12.4.1 火电设备焊接结构与技术 206
12.4.2 水电设备焊接结构与技术 209
12.4.3 核电设备焊接结构与技术 214
参考文献 222
第13章 重型机械装备制造中的焊接结构与技术 224
13.1 重型机械装备发展概述 224
13.2 重型机械装备的发展 224
13.2.1 起重机的发展 224
13.2.2 大型矿用挖掘机的发展 236
13.2.3 架桥机的发展 236
13.2.4 盾构机的发展 239
13.3 重型机械装备制造中材料的发展 241
13.3.1 钢结构新材料的研发 241
13.3.2 焊接材料的研发 241
13.4 重型机械装备制造中焊接新设备的应用 244
13.4.1 焊接备料装备的应用 244
13.4.2 焊接新设备的推广应用 245
参考文献 248
第14章 油田与管道建设中的焊接技术 249
14.1 长输管道焊接技术 249
14.1.1 焊条电弧焊技术 249
14.1.2 手工半自动焊技术 249
14.1.3 管道全位置自动焊技术与装备 250
14.2 石油化工工艺管道焊接技术 256
14.2.1 焊条电弧焊技术 256
14.2.2 半自动焊技术 256
14.2.3 自动焊技术 257
14.3 海洋管道工程焊接技术 258
14.3.1 海洋管道工程焊接技术特点 258
14.3.2 海洋管道施工工艺流程 258
14.3.3 焊接工艺方法 258
14.3.4 工程应用 259
参考文献 259
第15章 汽车制造中的焊接技术 261
15.1 车身焊装 261
15.1.1 车身结构与材料 261
15.1.2 车身焊装生产线 261
15.1.3 车身制造中的焊接技术 263
15.2 汽车零部件焊接 267
15.2.1 汽车车身件焊接 267
15.2.2 汽车内饰件焊接 271
15.2.3 汽车底盘件焊接 273
15.3 激光焊技术在汽车制造中的应用 274
15.3.1 激光拼焊板技术 274
15.3.2 汽车车身激光焊 275
15.3.3 新能源汽车动力电池的激光焊 275
第16章 机车车辆制造及铁道建设中的焊接技术 279
16.1 概述 279
16.1.1 机车车辆制造中焊接技术的发展概况 279
16.1.2 铁道建设中钢轨焊接技术的发展概况 279
16.2 机车制造中的焊接技术 279
16.2.1 内燃机车制造中的焊接技术 279
16.2.2 电力机车制造中的焊接技术 280
16.3 客运车辆制造中的焊接技术 281
16.3.1 高速动车组制造中的焊接技术 281
16.3.2 城市轨道客车制造中的焊接技术 284
16.3.3 先进焊接与检测技术在客车车辆制造中的应用 285
16.4 货运车辆制造中的焊接技术 291
16.4.1 重载提速货车制造中的焊接技术 291
16.4.2 先进焊接技术在货车车辆制造中的应用 292
16.5 铁道建设中的钢轨焊接技术 293
16.5.1 无缝线路钢轨焊接技术 293
16.5.2 铁路道岔中钢轨与辙叉焊接技术 294
参考文献 295
第17章 造船与海洋工程建设中的焊接技术 297
17.1 概述 297
17.1.1 主要运输船舶概述 297
17.1.2 海洋工程装备发展概述 301
17.2 造船与海洋工程建造中焊接技术的发展 303
17.2.1 焊接材料及其应用 303
17.2.2 焊接新工艺和新装备的应用 305
参考文献 311
第18章 建筑工程建设中的焊接结构与技术 312
18.1 概述 312
18.2 建筑钢结构的发展历程 312
18.2.1 特殊结构 312
18.2.2 超高层建筑 314
18.2.3 大跨度结构 317
18.2.4 高耸结构 320
18.3 建筑钢结构焊接技术 321
18.3.1 焊接方法 321
18.3.2 焊接设备 322
18.3.3 高强度钢焊接技术 322
18.3.4 铸钢和铸钢节点的焊接技术 322
18.3.5 标准规范的编制与修订 323
参考文献 324
第19章 航天器制造中的焊接技术及应用 325
19.1 运载火箭贮箱焊接技术及应用 325
19.1.1 运载火箭贮箱简介 325
19.1.2 运载火箭贮箱焊接技术研究及应用 325
19.2 发动机焊接技术及应用 328
19.2.1 发动机简介 328
19.2.2 发动机焊接技术研究及应用 329
19.3 增压输送系统焊接技术及应用 332
19.3.1 增压输送系统简介 332
19.3.2 增压系统焊接技术研究及应用 333
19.4 载人航天系统焊接技术及应用 337
19.4.1 载人航天系统产品介绍 337
19.4.2 载人航天系统焊接技术研究及应用 337
19.5 卫星系统焊接技术及应用 341
19.5.1 卫星系统简介 341
19.5.2 卫星焊接技术研究及应用 341
参考文献 344
第20章 航空制造工程中的焊接技术 346
20.1 概述 346
20.2 飞机典型构件的焊接 347
20.2.1 起落架的焊接 347
20.2.2 油箱焊接 348
20.2.3 大厚度承力隔框的焊接 349
20.2.4 后机身带筋壁板穿透焊及双弧焊 354
20.2.5 金属蜂窝夹层结构 355
20.2.6 钛合金后机身带筋壁板激光焊接 358
20.3 发动机典型构件的焊接 361
20.3.1 燃烧室的焊接 361
20.3.2 机匣类组合件的焊接 363
20.3.3 加力燃烧室的焊接 364
20.3.4 火焰稳定器的焊接 365
20.3.5 盘轴类零件的焊接 366
20.3.6 导管的焊接 367
20.4 航空结构中的新型焊接技术 368
20.4.1 真空电子束钎焊技术 368
20.4.2 真空电弧钎焊技术 368
20.4.3 过渡液相扩散焊技术 370
20.4.4 放电等离子弧扩散焊技术 372
20.4.5 线性摩擦焊技术 373
20.4.6 搅拌摩擦焊技术 378
第21章 压力容器制造中的焊接技术 381
21.1 概述 381
21.2 压力容器行业中焊接技术的发展概况 384
21.2.1 压力容器制造中的窄间隙自动焊技术 384
21.2.2 压力容器制造中的堆焊技术 385
21.2.3 接管马鞍形焊缝的自动焊接技术 387
21.2.4 管子-管板全位置焊接技术 387
21.2.5 大型容器现场焊接技术 388
21.2.6 其他焊接技术 389
21.3 典型的压力容器产品 390
21.3.1 尿素合成塔 390
21.3.2 四合一连续重整反应器 390
21.3.3 加氢反应器 391
21.3.4 大型球形储罐 391
21.3.5 螺纹锁紧式高压换热器 392
21.3.6 费托合成反应器 392
21.3.7 气化炉 392
21.3.8 其他产品 392
21.4 发展趋势 396
参考文献 396
第22章 桥梁建造中的焊接技术 398
22.1 钢桥发展概述 398
22.1.1 铁路钢桥的发展 398
22.1.2 公路钢桥的发展 400
22.1.3 我国承建的国外钢桥 405
22.2 钢桥建造中焊接技术的发展 407
22.2.1 新材料的研发 407
22.2.2 焊接新工艺和新装备的应用 409
参考文献 412
第23章 堆焊及再制造 413
23.1 堆焊技术发展历程及现状 413
23.1.1 堆焊材料的发展 413
23.1.2 堆焊工艺的发展 416
23.2 堆焊技术在制造和再制造中的应用 417
23.2.1 钢铁行业 417
23.2.2 水泥行业 425
参考文献 430
综合篇 433
第24章 焊接专业教育 433
24.1 概述 433
24.1.1 焊接专业的创建 433
24.1.2 焊接专业发展初期 434
24.1.3 焊接专业的蓬勃发展期 434
24.1.4 焊接专业的转型发展期 435
24.2 焊接专业本科生的培养 435
24.2.1 培养目标及模式 435
24.2.2 课程体系 437
24.2.3 教材 438
24.2.4 毕业生 438
24.2.5 就业去向 440
24.3 焊接专业研究生的培养 440
24.3.1 硕士研究生的培养 440
24.3.2 博士研究生的培养 441
参考文献 443
第25章 IIW焊接培训与资格认证体系在中国的建立与发展 444
25.1 中德合作与CANB的建立 444
25.1.1 中德合作项目简要回顾 444
25.1.2 中德合作项目主要成果 444
25.1.3 中国成为欧洲以外首批获IIW授权的国家 445
25.2 CANB的发展与国际化焊接人才培养 447
25.2.1 地方焊接学会积极参与IIW体系推广 447
25.2.2 高校合作创新国际化工程化人才培养途径 447
25.2.3 国际焊接工程师培训与认证位列全球第一 447
25.2.4 WTI的发展成果介绍 448
25.3 CANBCC服务企业国际化发展 449
参考文献 450
第26章 中国焊接职业培训与认证 451
26.1 我国焊接职业培训与认证发展历程和现状简介 451
26.2 我国焊接职业培训与认证管理机构 451
26.3 我国主要大型焊接职业培训基地建设与发展回顾 452
26.3.1 中国石油国际焊接技术培训中心 452
26.3.2 中国焊接协会机器人焊接培训基地建设 453
26.4 焊接人才培养成就缩影——大国工匠绽放国际风采 454
26.5 中国焊接职业培训与认证展望 455
参考文献 456
第27章 焊接设备与装备 457
27.1 概述 457
27.2 我国成为焊接装备产能大国和出口大国 457
27.2.1 焊接装备产量 457
27.2.2 品质的提升促进产品出口 458
27.3 产业结构及地区分布 458
27.3.1 企业背景 458
27.3.2 企业地区分布情况 458
27.3.3 产品分布概况 459
27.4 技术进步推动产品结构转型升级 459
27.4.1 产品结构变化情况 459
27.4.2 技术发展带动产品结构的变化情况 460
27.5 市场需求加速我国焊接装备更新换代 462
27.5.1 逆变技术的普及与数字化焊接电源的发展 462
27.5.2 电阻焊设备 462
27.5.3 高技术焊接方法的研究及应用 463
27.5.4 焊接机器人本体技术的发展 464
27.6 辅机具助推焊接自动化水平飞跃发展 467
27.6.1 机器人关键零部件RV减速器发展情况 467
27.6.2 AGV小车研发 468
27.6.3 结构件全自动焊接机器人 468
27.6.4 单电源双细丝埋弧焊小车 469
27.6.5 超厚壁双丝（单丝）窄间隙自动埋弧焊设备 469
27.7 自动化装备设计水平显著提升，带动工业制造业换代升级 469
27.7.1 焊接机器人与自动化焊接 469
27.7.2 自动化焊接装备 471
27.8 数字化设备到数字化车间 472
27.8.1 焊接群控系统 472
27.8.2 自动化管理系统应用案例 472
27.8.3 工程机械结构件智能焊接车间 473
参考文献 473
第28章 焊接材料 474
28.1 中国焊接材料产量、出口量和进口量 474
28.1.1 1994—2016年中国焊接材料产量 474
28.1.2 中国焊接材料出口量 475
28.1.3 中国焊接材料进口量 475
28.2 中国焊接材料发展趋势分析 476
28.2.1 中国焊接材料总产量变化态势 476
28.2.2 中国焊接材料产业布局调整的趋势 476
28.2.3 中国焊接材料产品结构的变化 476
28.2.4 中国焊接材料高端化发展趋势 476
28.3 中国焊接材料制备技术的进步 476
28.3.1 检验与开发能力不断提升 477
28.3.2 原材料品质提升与控制保证了焊接材料产品质量的稳定 477
28.3.3 焊接材料制备技术不断升级完善 477
28.4 中国焊接材料在重点工程上的应用 479
28.4.1 电力工程 479
28.4.2 工程机械 482
28.4.3 管道工程 482
28.4.4 轨道交通 483
28.4.5 海洋工程及船舶制造 484
28.4.6 建筑及桥梁工程 485
28.4.7 大型石化工程 488
28.4.8 输变电工程 490
28.4.9 焊接材料的其他研究应用 490
28.5 中国焊接材料的发展展望 491
28.5.1 积极发展低碳环保的焊接材料生产方式和焊接材料产品 491
28.5.2 高端高效焊接材料将成为今后发展的重点 491
28.5.3 由生产型制造向服务型制造转变 492
28.5.4 加强品牌建设，实现差异化发展 492
参考文献 492
第29章 焊接标准化 493
29.1 概述 493
29.2 焊接标准体系建设 494
29.3 焊接领域内ISO标准的转化 496
29.3.1 基础标准的转化 497
29.3.2 管理标准的转化 498
29.3.3 产品标准的转化 500
29.3.4 方法标准的转化 502
29.4 结语 504
第30章 中国机械工程学会焊接学会及其开展的学术与国际交流活动 505
30.1 中国机械工程学会焊接学会组织机构 505
30.2 异彩纷呈的学术活动 506
30.3 国际交流与合作 509
30.4 持续发展 511
第31章 贸易促进与展览展示 513
第32章 焊接专利与科技成果 515
32.1 焊接专利 515
32.1.1 焊接设备与技术专利 515
32.1.2 焊接材料专利 519
32.1.3 切割设备与技术专利 521
32.2 中国专利奖 522
32.3 国家科技奖励 525
32.4 优秀焊接工程 526
32.5 中国焊接终身成就奖 527
32.6 焊接国际奖项 527
32.7 结语 528
参考文献 528