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第1章 焊接基础知识1

1.1 常用资料1

1.1.1 常用物理量1

1.1.2 化学元素20

1.1.3 常用计算公式26

1.2 基本识图知识35

1.2.1 工程制图的基本知识35

1.2.2 机件的表达方法41

1.2.3 零件图的组成48

1.2.4 装配图的组成及识图49

1.3 金属材料基础49

1.3.1 金属学常识49

1.3.2 金属及金属材料性能53

1.3.3 金属材料的热处理57

1.3.4 碳钢63

1.3.5 合金结构钢74

1.3.6 耐热钢85

1.3.7 不锈钢91

1.3.8 铸铁100

1.3.9 铝及铝合金102

1.3.10 镁及镁合金139

1.3.11 钛及钛合金142

1.3.12 铜及铜合金150

1.3.13 高温合金161

1.3.14 镍基耐腐合金167

1.4 焊接基本常识173

1.4.1 焊接图形常用符号173

1.4.2 电焊机型号的说明177

1.4.3 焊接材料型号和牌号的代号178

1.4.4 焊接方法类型及英文缩写180

1.4.5 坡口基本常识183

1.4.6 焊缝基本常识184

1.4.7 接头基本常识186

1.4.8 焊接位置基本常识187

1.4.9 焊接技术应用及发展187

第2章 弧焊电源与电工设备190

2.1 焊接电弧190

2.1.1 焊接电弧的形成190

2.1.2 焊接电弧的结构和特性191

2.1.3 焊接电弧的分类195

2.1.4 电弧和熔池的保护196

2.2 对弧焊电源的要求198

2.2.1 弧焊电源的类型198

2.2.2 弧焊电源的基本特点和适用范围198

2.2.3 对弧焊电源外特性的要求200

2.2.4 对弧焊电源动特性的要求202

2.2.5 对弧焊电源调节特性的要求203

2.3 弧焊变压器204

2.3.1 弧焊变压器基本原理204

2.3.2 弧焊变压器的特点和技术数据204

2.4 矩形波交流弧焊电源209

2.4.1 矩形波交流弧焊电源工作原理209

2.4.2 矩形波交流弧焊电源的特点和技术数据210

2.5 硅弧焊整流器211

2.5.1 硅弧焊整流器的类型和原理211

2.5.2 硅弧焊整流器的技术数据214

2.6 直流弧焊发电机217

2.6.1 直流弧焊发电机的类型和基本原理217

2.6.2 直流弧焊发电机的基本构造218

2.6.3 直流弧焊发电机的技术数据219

2.7 脉冲弧焊电源221

2.7.1 脉冲弧焊电源的原理及分类221

2.7.2 脉冲弧焊电源的技术数据222

2.8 晶闸管式弧焊电源223

2.8.1 晶闸管式弧焊电源的原理223

2.8.2 晶闸管式弧焊电源特点及技术数据224

2.9 晶体管式弧焊电源225

2.9.1 晶体管式弧焊电源基本原理225

2.9.2 晶体管式弧焊电源特点及技术数据225

2.10 逆变弧焊电源227

2.10.1 逆变弧焊电源基本原理和特点227

2.10.2 逆变式弧焊电源技术数据228

2.11 弧焊电源的选择和使用230

2.11.1 弧焊电源的选择与使用230

2.11.2 常用弧焊电源的故障与检修233

2.12 电工设备237

2.12.1 常用电工设备图形符号237

2.12.2 电工学常用计算公式251

2.12.3 电子器件和电子电路254

2.12.4 直流电动机254

2.12.5 交流电动机363

2.12.6 伺服电动机378

2.12.7 测速发电机384

2.12.8 步进电动机386

2.12.9 常用传感器389

2.12.10 常用测量仪表401

第3章 焊接冶金与焊接材料411

3.1 焊接热过程411

3.1.1 概述411

3.1.2 焊接温度场414

3.1.3 焊接热循环420

3.2 焊接化学冶金425

3.2.1 焊接区金属的保护425

3.2.2 焊接冶金反应区及其反应条件426

3.2.3 焊接工艺与焊接化学冶金的关系428

3.3 焊接熔渣428

3.3.1 焊接熔渣的作用428

3.3.2 焊接熔渣的类型429

3.3.3 焊接熔渣的构成430

3.3.4 焊接熔渣的性质430

3.4 焊缝金属中的气体433

3.4.1 焊接区内气体433

3.4.2 氢对金属的作用及其控制435

3.4.3 氮对金属的作用及其控制439

3.4.4 氧对金属的作用及其控制441

3.4.5 焊缝金属的脱氧445

3.5 焊缝金属化学成分控制446

3.5.1 焊缝金属中硫和磷的控制446

3.5.2 焊缝金属的合金化448

3.6 焊接接头的组织与性能452

3.6.1 焊接熔池的结晶及焊缝区相变组织452

3.6.2 焊缝金属的固态相变组织456

3.6.3 焊接热影响区组织及性能464

3.7 焊缝中的气孔与夹杂475

3.7.1 焊缝中的气孔475

3.7.2 焊缝中的夹杂478

3.8 焊接材料478

3.8.1 焊条479

3.8.2 焊丝508

3.8.3 焊剂517

3.8.4 保护气体535

第4章 焊接方法与设备542

4.1 常用熔焊方法及设备542

4.1.1 焊条电弧焊542

4.1.2 埋弧焊554

4.1.3 钨极氩弧焊574

4.1.4 熔化极气体保护焊585

4.1.5 气焊与气割609

4.1.6 水下焊接与切割620

4.1.7 碳弧气刨630

4.1.8 堆焊635

4.2 高能束焊及设备636

4.2.1 等离子弧焊接与切割636

4.2.2 电子束焊655

4.2.3 激光焊与切割662

4.3 电阻焊方法及设备671

4.3.1 概述671

4.3.2 点焊675

4.3.3 缝焊687

4.3.4 凸焊693

4.3.5 对焊697

4.3.6 电阻焊设备710

4.4 钎焊方法及设备714

4.4.1 概述714

4.4.2 钎焊工艺716

4.4.3 常用金属材料的钎焊722

4.5 其他焊接方法729

4.5.1 电渣焊729

4.5.2 高频焊743

4.5.3 螺柱焊746

4.5.4 摩擦焊753

4.5.5 扩散焊761

4.5.6 超声波焊767

4.5.7 爆炸焊772

4.5.8 冷压焊775

4.5.9 水射流切割778

4.6 参考标准781

第5章 焊接结构783

5.1 焊接应力与变形783

5.1.1 焊接应力与变形的基本知识783

5.1.2 焊接应力785

5.1.3 焊接残余变形794

5.2 焊接接头808

5.2.1 焊接接头的一般性能808

5.2.2 焊接接头工作应力分布和工作性能814

5.2.3 焊接接头的设计与静载强度计算820

5.3 焊接接头的脆性断裂与疲劳破坏839

5.3.1 焊接结构的脆性断裂839

5.3.2 焊接结构的疲劳破坏850

5.4 焊接结构设计856

5.4.1 概述856

5.4.2 焊接结构设计要点859

5.4.3 焊接结构设计中须注意的问题865

5.5 焊接结构生产875

5.5.1 焊接结构生产工艺875

5.5.2 焊接结构生产设备893

第6章 焊接缺欠903

6.1 焊接缺欠及其类型903

6.1.1 焊接缺欠的定义903

6.1.2 焊接缺欠的基本分类903

6.2 焊接缺欠的特征903

6.2.1 成形缺欠904

6.2.2 接合缺欠910

6.2.3 性能缺欠920

6.3 焊接缺欠的影响因素及防止措施921

6.3.1 焊接裂纹921

6.3.2 气孔和夹杂925

6.3.3 未熔合和未焊透926

6.3.4 形状缺欠926

6.4 各种焊接方法的常见焊接缺欠927

6.4.1 常用熔化焊方法927

6.4.2 高能束焊932

6.4.3 钎焊934

6.4.4 碳弧气刨935

6.4.5 其他焊接方法935

6.5 焊接缺欠对质量的影响940

6.5.1 焊接缺欠对质量的影响940

6.5.2 体积型缺欠的危害941

6.5.3 面积型缺欠的危害941

6.6 焊接接头缺欠分级942

6.6.1 缺欠分级942

6.6.2 缺欠评级的依据946

6.7 焊接接头缺欠返修946

第7章 典型金属材料焊接948

7.1 金属焊接性及其试验方法948

7.1.1 金属焊接性948

7.1.2 焊接性试验内容和方法948

7.2 碳钢的焊接958

7.2.1 碳钢的焊接性958

7.2.2 低碳钢的焊接958

7.2.3 中碳钢的焊接972

7.2.4 高碳钢的焊接974

7.3 合金结构钢的焊接974

7.3.1 热轧及正火钢的焊接975

7.3.2 低碳调质钢的焊接986

7.3.3 中碳调质钢的焊接990

7.3.4 低温用钢的焊接993

7.3.5 耐候钢及耐海水腐蚀用钢的焊接994

7.3.6 低合金镀层钢的焊接996

7.4 不锈钢和耐热钢的焊接998

7.4.1 奥氏体不锈钢焊接998

7.4.2 马氏体不锈钢的焊接1004

7.4.3 铁素体不锈钢的焊接1005

7.4.4 铁素体－奥氏体双相不锈钢的焊接1007

7.4.5 沉淀硬化不锈钢的焊接1009

7.4.6 不锈钢的钎焊1010

7.4.7 耐热钢的焊接1011

7.5 铸铁的焊接1020

7.5.1 灰铸铁的焊接1020

7.5.2 球墨铸铁的焊接1030

7.5.3 白口铸铁的焊接1031

7.5.4 可锻铸铁的焊接1032

7.5.5 蠕墨铸铁的焊接1032

7.5.6 变质铸铁的焊接1033

7.6 有色金属的焊接1034

7.6.1 铝及铝合金焊接1034

7.6.2 铜及铜合金1046

7.6.3 钛及钛合金的焊接1051

7.7 异种金属材料的焊接1059

7.7.1 异种金属的焊接性特点1059

7.7.2 异种珠光体钢的焊接1063

7.7.3 珠光体钢与高铬钢的焊接1071

7.7.4 异种奥氏体钢的焊接1077

7.7.5 钢与铜及铜合金的焊接1096

7.7.6 钢与铝及铝合金的焊接1092

7.7.7 钢与镍及镍合金的焊接1105

7.7.8 钢与钛及钛合金的焊接1107

7.7.9 铜与铝的焊接1110

7.7.10 铜与钛的焊接1117

7.7.11 铜与镍的焊接1119

7.7.12 铜与钼的焊接1121

7.7.13 铝与钛的焊接1122

7.7.14 铝与镁的焊接1124

7.8 金属材料的堆焊1125

7.8.1 金属材料堆焊的类型及特点1125

7.8.2 堆焊合金的分类及特性1128

7.8.3 金属材料的堆焊方法1135

7.8.4 金属材料的堆焊工艺及应用1140

第8章 焊接检验1152

8.1 焊接质量基本概念1152

8.1.1 焊接产品质量1152

8.1.2 焊接质量检验和质量控制1155

8.1.3 焊接质量检验过程1165

8.2 焊接检验方法1168

8.2.1 破坏性检验1169

8.2.2 非破坏性检验1182

8.2.3 声发射检验1197

8.3 射线检测1200

8.3.1 射线检测的物理基础1200

8.3.2 射线探伤设备1201

8.3.3 射线照相法探伤1209

8.3.4 焊缝射线检验的应用实例1217

8.3.5 射线安全防护1218

8.4 超声波检测1220

8.4.1 超声波检测的物理基础1220

8.4.2 超声波探伤设备1222

8.4.3 超声波接触法探伤1233

8.4.4 超声波液浸法探伤1242

8.4.5 超声波检测的应用1243

8.5 磁力检测1244

8.5.1 磁力检测的物理基础1244

8.5.2 磁力探伤设备1246

8.5.3 磁粉探伤工艺1250

8.5.4 磁粉探伤实例1256

8.6 涡流检测1256

8.6.1 涡流检测的物理基础1256

8.6.2 涡流检测设备1257

8.6.3 涡流检测技术1260

8.6.4 涡流探伤的标记与记录1261

8.6.5 涡流探伤的应用实例1262

8.7 渗透检测1262

8.7.1 渗透检测的物理化学基础1262

8.7.2 渗透检测剂1265

8.7.3 渗透检测设备和试块1269

8.7.4 渗透检测技术1272

8.7.5 渗透检测记录和报告1274

8.7.6 渗透检测的应用1275

8.8 无损检测新技术1276

8.8.1 射线检测的新技术1276

8.8.2 超声波检测新技术1277

8.8.3 微波无损检测1278

8.8.4 红外线探伤1280

8.8.5 激光全息探伤1281

8.8.6 热中子探伤1282

8.8.7 液晶探伤1282

8.8.8 其他检测新技术1283

第9章 焊接安全与防护1284

9.1 概述1284

9.1.1 安全与卫生防护的重要性1284

9.1.2 焊接生产的主要危害因素1284

9.1.3 焊接安全与卫生的主要特点1285

9.2 焊接过程生产安全1286

9.2.1 焊接安全用电1286

9.2.2 焊接防火与防爆1288

9.3 焊接过程卫生防护1299

9.3.1 烟尘和有害气体的防护1299

9.3.2 辐射防护1303

9.3.3 焊接噪声防护1307

9.4 焊接安全与卫生标准1307

9.4.1 有关焊接安全的标准1307

9.4.2 有关焊接卫生的标准1309

9.5 各种焊接方法的安全技术要求1313

9.5.1 常用熔化焊方法的安全技术要求1313

9.5.2 高能束焊的安全技术要求1316

9.5.3 钎焊安全技术要求1317

9.5.4 其他焊接方法的安全技术要求1317

9.5.5 碳弧气刨安全要求1319

9.5.6 特殊环境下的焊割作业安全要求1320

第10章 焊接工艺评定与焊接生产管理1324

10.1 金属焊接性的评价1324

10.2 焊接工艺评定1325

10.2.1 焊接工艺评定基本内容1325

10.2.2 焊接工艺评定实验项目及其实验方法1333

10.3 焊接过程管理1338

10.3.1 焊接过程管理及组织1338

10.3.2 焊接过程质量管理体系1341

10.3.3 焊接质量管理的原则1341

10.4 焊接培训与资格认证1348

10.4.1 概述1348

10.4.2 质量体系建立与认证1354

参考文献1359