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绪论1

第一篇 焊接方法及设备8

第一章 电弧焊基础知识8

第一节 焊接电弧物理基础8

一、焊接电弧的基础知识8

二、焊接电弧的构成及其导电特性14

三、焊接电弧的产热机构及电弧力16

第二节 对弧焊电源的要求与选择20

一、焊丝加热与熔化的能量24

第三节 焊丝的熔化及熔滴过渡24

二、焊丝的熔化速度及熔化系数25

三、熔滴过渡形式27

四、焊丝（条）的熔敷系数和飞溅32

第四节 母材熔化和焊缝成形33

一、熔池和焊缝的形状尺寸33

二、焊接条件对焊缝成形的影响35

参考文献37

一、弧焊变压器38

第二章 常用弧焊电源38

第一节 交流弧焊电源38

二、矩形波形弧焊电源44

第二节 直流弧焊电源46

一、直流弧焊电源的种类46

二、硅弧焊整流器47

三、晶闸管式弧焊整流器51

四、晶体管式弧焊整流器59

第三节 脉冲弧焊电源60

一、脉冲弧焊电源概述60

二、晶闸管式脉冲弧焊电源62

三、晶体管式脉冲弧焊电源64

四、磁放大器式脉冲弧焊电源64

五、脉冲等离子弧焊机及控制电路64

第四节 逆变式弧焊电源71

一、弧焊逆变器的基本原理71

二、国外典型逆变弧焊电源主电路剖析73

三、大功率逆变电源PWM控制技术79

四、弧焊逆变电源的发展趋势81

第五节 弧焊电源的选择84

一、弧焊电源的选择原则84

二、弧焊电源的选择方法84

参考文献85

第三章 焊条电弧焊86

第一节 焊条电弧焊概述86

一、焊条电弧焊工作原理86

二、焊条电弧焊工艺特点86

三、焊条电弧焊适用范围87

第二节 焊接设备及辅助工具87

一、焊条电弧焊焊机87

二、焊条电弧焊辅助设备及工具89

第三节 焊接材料——电焊条91

一、电焊条（coated electrode）的分类91

二、电焊条选用原则92

一、接头的基本形式93

第四节 焊接接头及坡口的形式与设计93

二、坡口的基本形式95

第五节 焊接位置及电流种类96

一、焊接位置的种类96

二、焊接电流的种类97

第六节 焊条电弧焊焊接工艺98

一、焊接工艺参数98

二、预热、后热及焊后热处理100

参考文献101

第四章 埋弧焊102

第一节 埋弧焊概述102

一、埋弧焊的基本原理102

二、埋弧焊的优缺点104

三、埋弧焊的分类105

四、埋弧焊的应用106

第二节 埋弧焊的自动调节系统107

一、埋弧焊自动调节的必要性107

三、电弧自身调节系统109

二、实现焊接过程自动化的一般要求109

四、电弧电压反馈调节系统112

五、等速与变速送丝系统性能的比较115

第三节 埋弧焊的冶金特点115

一、冶金过程的一般特点115

二、低碳钢埋弧焊熔池金属与熔渣之间的主要冶金反应116

第四节 埋弧焊焊机119

一、埋弧焊焊机的组成119

二、埋弧焊焊机分类121

第五节 焊丝和焊剂122

一、焊丝122

二、焊剂123

第六节 埋弧焊焊接工艺与技术127

一、埋弧焊常规工艺127

二、埋弧焊技术130

参考文献132

一、气体保护电弧焊基本原理及分类133

第一节 气体保护电弧焊概述133

第五章 气体保护电弧焊133

二、各种气体保护电弧焊方法的适用范围134

第二节 钨极氩弧焊134

一、钨极氩弧焊概述134

二、钨极氩弧焊（TIG）焊机138

三、钨极氩弧焊焊接材料142

四、钨极氩弧焊焊接工艺参数143

五、脉冲TIG焊145

六、钨极氩弧焊生产实例介绍147

第三节 熔化极气体保护焊148

一、熔化极气体保护焊概述148

二、熔化极气体保护焊焊接设备149

三、熔化极气体保护焊工艺参数154

四、熔化极氩弧焊156

五、熔化极氧化性混合气体保护电弧焊161

六、CO2气体保护焊163

七、药芯焊丝气体保护电弧焊167

八、熔化极脉冲气体保护电弧焊171

九、金属材料熔化极气体保护电弧焊的焊接工艺特点173

第四节 等离子弧焊及切割178

一、等离子弧焊概述178

二、等离子弧焊的工艺特点与适用范围180

三、等离子弧焊设备181

四、等离子弧焊的双弧问题183

五、等离子弧焊接184

六、等离子弧切割187

参考文献189

第六章 高能密度束焊接190

第一节 电子束焊接190

一、电子束焊接的基本原理及特点190

二、电子束焊接设备简介192

三、电子束焊接工艺195

四、常见金属材料的电子束焊接198

一、概述199

第二节 激光焊接199

二、激光焊接原理及工艺特点200

三、激光焊接设备202

四、激光焊接工艺206

第三节 复合束流焊接207

一、激光-MIG焊208

二、激光-TIG焊208

四、电子束-等离子弧复合209

三、激光-高频焊209

五、双电源等离子MIG焊210

参考文献210

第七章 电阻焊212

第一节 电阻焊的基本原理与分类212

一、电阻焊的基本原理212

二、电阻焊的分类及电极217

第二节 电阻焊设备基本技术要求及工艺参数223

一、电阻焊设备要求的使用条件和主要技术223

二、电阻焊的主要工艺参数223

一、低碳钢的电阻焊225

第三节 金属材料的电阻焊225

二、不锈钢的电阻焊226

三、有色金属的电阻焊226

参考文献228

第八章 钎焊229

一、钎焊的原理229

二、常用钎焊方法232

四、钎焊材料235

三、钎焊工艺235

五、常用材料的钎焊239

参考文献244

第九章 扩散焊、超声波焊及摩擦焊246

第一节 扩散焊246

一、扩散连接原理及工艺参数246

二、扩散焊的应用250

第二节 超声波焊接253

一、超声波焊接原理253

二、超声波焊接的种类254

三、超声波焊接的应用255

第三节 摩擦焊256

一、摩擦焊原理及特点256

二、摩擦焊工艺参数及其应用259

参考文献259

第一节 焊接性及其评定262

一、焊接性概念262

第十章 金属焊接性基础262

第二篇 工程材料的焊接262

二、焊接性试验265

三、常用焊接性试验方法267

第二节 焊接热影响区的组织转变274

一、焊接热影响区的形成274

二、不易淬火钢的焊接热影响区组织转变274

三、易淬火钢的焊接热影响区组织转变277

第三节 焊接接头的常见缺陷279

一、裂纹279

三、夹渣280

二、气孔280

四、未熔合和未焊透281

参考文献281

第十一章 碳钢及低合金钢的焊接282

第一节 碳钢的焊接282

一、碳钢的种类282

二、低碳钢的焊接282

三、中碳钢的焊接283

一、合金结构钢的种类285

第二节 合金结构钢的焊接285

二、热轧正火钢的焊接286

三、低碳调质钢的焊接294

四、中碳调质钢的焊接302

五、低温用钢焊接305

六、耐候钢及耐蚀钢的焊接306

参考文献308

二、珠光体耐热钢的焊接性310

一、耐热钢焊接接头性能的基本要求310

第一节 珠光体耐热钢焊接310

第十二章 耐热钢及不锈钢的焊接310

三、珠光体耐热钢的焊接工艺314

第二节 不锈钢焊接319

一、不锈钢的分类319

二、不锈钢的性能320

三、铁素体不锈钢的焊接321

四、马氏体不锈钢的焊接325

五、奥氏体不锈钢的焊接326

第三节 珠光体耐热钢与奥氏体不锈钢异种钢的焊接335

一、异种钢焊接的主要问题335

二、异种钢焊接的工艺特点340

第四节 不锈复合钢板的焊接342

参考文献345

第十三章 有色金属的焊接347

第一节 铝及铝合金的焊接347

一、铝及铝合金的分类及特性347

二、铝及铝合金的焊接性348

三、铝及铝合金焊接方法及填充材料的选择359

四、铝锂合金的焊接360

第二节 铜及铜合金的焊接363

一、铜及铜合金的分类363

二、铜及铜合金的焊接性364

三、紫铜及黄铜的焊接工艺要点367

第三节 高温合金的焊接368

一、高温合金的分类及性能简介368

二、合金元素对高温合金焊接性的影响370

三、焊接方法及工艺372

参考文献374

第三篇 焊接结构与质量检验376

第十四章 工程焊接力学基础376

第一节 焊接应力与变形376

一、焊接应力和变形的基本概念376

二、焊接残余变形387

三、焊接残余应力402

一、焊接接头形式404

第二节 电弧焊接头的力学性能404

二、焊接接头设计413

三、电弧焊接头的工作应力分布和工作性能417

四、焊接接头静载强度计算427

五、焊接接头的疲劳强度计算438

第三节 焊接结构脆性断裂和疲劳断裂438

一、焊接结构的断裂事故和断裂研究意义438

二、影响焊接结构脆性断裂的因素439

三、预防焊接结构脆性断裂的措施442

四、影响焊接结构疲劳强度的因素446

五、提高焊接接头疲劳强度的措施451

六、焊接结构的安全性评定方法457

第四节 焊接结构生产及工艺设计464

一、工艺实验464

二、焊接结构装配-焊接工艺466

三、焊缝施焊方式470

四、焊接结构的备料工艺472

五、焊接结构的制造工艺474

六、容器的制造478

参考文献483

第十五章 焊接产品质量检验485

第一节 焊接产品质量检验过程485

一、焊接检验的目的和意义485

二、焊接检验的分类486

三、焊接检验过程487

四、无损检测技术概述488

一、射线检测的基本原理492

第二节 射线检测技术492

二、射线探伤设备494

三、射线照相检测的工艺要点499

四、焊缝质量的评级502

五、射线实时图像法探伤503

六、射线检测中的安全防护504

第三节 超声波检测技术505

一、超声波探伤基本原理505

二、超声波探伤设备506

三、超声波检测工艺要点508

四、超声波检测的特点510

第四节 渗透检测技术510

一、渗透探伤的工作原理和操作步骤511

二、渗透探伤的分类512

三、渗透探伤新技术513

第五节 磁粉检测技术515

一、磁粉检测原理515

二、磁粉检测设备器材519

三、磁粉检测工艺要点520

第六节 声发射检测技术522

一、声发射探伤基础522

二、声发射探伤设备简介523

参考文献524

附录 金属材料焊接工艺规程及评定525

1．熔化焊的一般原则（ISO9956—1:1995/Amd.1:1998）525

2．电弧焊焊接工艺规程（ISO9956—2:1995/Amd.1:1998）532

3．钢弧焊的焊接工艺试验（ISO9956—3:1994/Amd.1:1998）536