焊接工程師手冊

前言
第1版前言
第一篇 綜合資料
第1章 符號3
1.1 希臘字母3
1.2 標準代號3
1.2.1 中國標準代號3
1.2.2 國外部分標準代號5
1.3 數(shù)學符號5
1.4 物理量名稱及其符號10
1.5 化學元素符號10
1.6 圖形符號11
1.6.1 機械圖樣中常用符號11
1.6.2 焊接圖形符號19
1.6.3 電工系統(tǒng)圖常用圖形符號23
1.6.4 常用液壓及氣動圖形符號29
1.7 我國鋼鐵產(chǎn)品牌號及其統(tǒng)一數(shù)字代號中字母的涵義32
1.8 焊接材料型號牌號中的代號34
1.9 電焊機型號中的符號37
1.9.1 電焊機型號的編制37
1.9.2 電焊機型號中符號的含義37
1.10 焊接方法的英文縮寫字母39
1.11 焊縫無損檢測符(代)號41
1.12 焊縫工作位置的符號41
第2章 單位及其換算44
2.1 單位與單位制44
2.2 國際單位制及我國法定計量單位44
2.2.1 國際單位制及其構成44
2.2.2 我國的法定計量單位44
2.3 物理量的符號和單位46
2.3.1 常用空間、時間和周期的量和單位46
2.3.2 常用力學的量和單位47
2.3.3 常用熱力學的量和單位49
2.3.4 常用電學及磁學的量和單位51
2.3.5 常用光學及聲學的量和單位52
2.4 簡易單位換算53
2.4.1 米制倍數(shù)與分數(shù)單位換算53
2.4.2 英制與米制單位換算54
2.4.3 市制單位換算57
2.4.4 溫度換算公式57
第3章 常用公式、數(shù)據(jù)和資料58
3.1 基本與常用物理常數(shù)58
3.2 化學元素周期表及各元素的物理性能58
3.2.1 化學元素周期表58
3.2.2 各化學元素的物理性能58
3.3 工程制圖常用基礎資料64
3.3.1 圖紙幅面和格式64
3.3.2 標題欄與明細欄64
3.3.3 比例64
3.3.4 字體及其在CAD制圖中的規(guī)定65
3.3.5 圖線及其在CAD制圖中的規(guī)定66
3.4 常用計算公式及運算67
3.4.1 常用數(shù)學公式67
3.4.2 常用平面圖形的計算公式70
3.4.3 常用幾何體的計算公式72
3.4.4 常用理論力學公式74
3.4.5 常用材料力學公式75
3.4.6 常用電工學公式79
3.5 鋼鐵材料基礎資料80
3.5.1 鋼鐵及其熱處理基礎資料80
3.5.2 常用鋼材的品種及規(guī)格91
3.5.3 鋼鐵材料硬度及強度換算93
3.6 常用材料的物理性能96
3.6.1 常用材料的線膨脹系數(shù)96
3.6.2 常用材料的熔點、導熱率及比熱容96
3.6.3 常用材料的密度97
3.6.4 材料的滑動摩擦因數(shù)98
3.7 常用有機與無機化工產(chǎn)品及鹽類的性質(zhì)99
第二篇 焊接物理冶金
第1章 焊接及其分類103
1.1 焊接過程的物理本質(zhì)103
1.2 焊接的分類103
1.3 各種焊接方法基本特點與應用104
1.4 焊接方法的選擇106
第2章 焊接物理110
2.1 焊接熱過程及其特點110
2.1.1 概述110
2.1.2 焊接的熱源111
2.1.3 焊接熱傳導113
2.1.4 焊接熱循環(huán)118
2.2 焊接電弧及其特性123
2.2.1 焊接電弧123
2.2.2 電弧的構造及其電壓分布126
2.2.3 焊接電弧的最小能量消耗特性127
2.2.4 焊接電弧的熱特性127
2.2.5 焊接電弧的電特性128
2.2.6 焊接電弧的力學特性130
2.2.7 拘束電弧131
2.2.8 磁場對電弧的作用131
2.3 焊絲的加熱、熔化與熔滴過渡132
2.3.1 焊絲的加熱與熔化132
2.3.2 熔滴過渡133
2.4 母材的熔化與焊縫的形成137
2.4.1 母材的熔化與熔池的形成137
2.4.2 熔池的形狀與焊縫的形成137
第3章 焊接冶金140
3.1 液相冶金140
3.1.1 液相冶金過程特點140
3.1.2 焊接時對金屬的保護140
3.1.3 焊接冶金反應區(qū)及其反應條件141
3.1.4 氣相對金屬的作用142
3.1.5 熔渣及其對金屬的作用150
3.2 凝固冶金158
3.2.1 焊接熔池凝固的特點158
3.2.2 熔池結晶的一般規(guī)律159
3.2.3 熔池結晶線速度160
3.2.4 熔池結晶的形態(tài)160
3.2.5 焊縫金屬的化學成分不均勻性163
3.2.6 焊縫一次結晶組織的改善165
3.2.7 焊縫的固態(tài)相變組織166
3.2.8 焊縫中的氣孔與夾雜168
3.3 固相冶金171
3.3.1 焊縫金屬的固態(tài)相變172
3.3.2 焊接熱影響區(qū)的固態(tài)相變172
3.3.3 焊接連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變圖及其應用178
第4章 焊接裂紋182
4.1 概述182
4.1.1 裂紋的危害182
4.1.2 焊接裂紋的分類及其特點182
4.2 焊接熱裂紋184
4.2.1 結晶裂紋184
4.2.2 液化裂紋187
4.2.3 多邊化裂紋188
4.3 焊接再熱裂紋188
4.3.1 再熱裂紋的發(fā)生及其特點188
4.3.2 再熱裂紋的形成機理189
4.3.3 再熱裂紋的影響因素及其防治190
4.4 焊接冷裂紋191
4.4.1 冷裂紋的基本特征及其分類191
4.4.2 冷裂紋的形成機理192
4.4.3 冷裂傾向的判據(jù)195
4.4.4 防止冷裂紋的措施197
4.5 層狀撕裂201
4.5.1 層狀撕裂的特征與危害201
4.5.2 層狀撕裂的形成機理201
4.5.3 影響層狀撕裂的因素201
4.5.4 防止層狀撕裂的措施202
4.6 應力腐蝕裂紋203
4.6.1 應力腐蝕裂紋的特征與形成條件203
4.6.2 應力腐蝕開裂機理204
4.6.3 防止應力腐蝕裂紋的措施205
第三篇 弧焊方法及設備
第1章 弧焊電源211
1.1 弧焊電源的類型、基本特點及其適用范圍211
1.1.1 弧焊電源的類型211
1.1.2 弧焊電源的基本特點和適用范圍211
1.2 對弧焊電源的基本要求212
1.2.1 對弧焊電源外特性的要求212
1.2.2 對弧焊電源調(diào)節(jié)特性的要求215
1.2.3 對弧焊電源動特性的要求216
1.2.4 對弧焊電源的其他要求217
1.3 交流弧焊電源217
1.3.1 弧焊變壓器217
1.3.2 矩形波交流弧焊電源223
1.4 直流弧焊電源——弧焊發(fā)電機224
1.5 直流弧焊電源——弧焊整流器226
1.5.1 弧焊整流器的分類226
1.5.2 硅弧焊整流器226
1.5.3 晶閘管式弧焊整流器231
1.5.4 晶體管式弧焊整流器235
1.6 脈沖弧焊電源236
1.6.1 脈沖弧焊電源的基本原理237
1.6.2 脈沖弧焊電源的種類、特點與應用238
1.6.3 晶閘管式脈沖弧焊電源238
1.6.4 晶體管式脈沖弧焊電源239
1.6.5 部分脈沖弧焊電源技術數(shù)據(jù)240
1.7 逆變式弧焊電源241
1.7.1 逆變式弧焊電源的基本原理及組成241
1.7.2 逆變式弧焊電源的分類、特點及應用范圍242
1.7.3 逆變式弧焊電源的基本電路243
1.7.4 典型逆變弧焊電源介紹247
1.7.5 各類逆變弧焊電源的比較252
1.7.6 部分逆變式弧焊電源的技術數(shù)據(jù)252
1.8 弧焊電源的現(xiàn)狀與發(fā)展255
1.9 弧焊電源的選擇、使用與維修255
1.9.1 弧焊電源的選擇255
1.9.2 弧焊電源的安裝257
1.9.3 弧焊電源的使用與維護261
1.9.4 弧焊電源的故障與檢修262
第2章 焊條電弧焊264
2.1 概述264
2.1.1 定義與工作原理264
2.1.2 工藝特點264
2.1.3 適用范圍與局限性264
2.2 焊接設備265
2.2.1 弧焊電源265
2.2.2 輔助器具265
2.3 焊接材料——焊條266
2.4 焊條電弧焊接頭的設計與準備266
2.4.1 接頭的設計與選用266
2.4.2 坡口的制備268
2.4.3 焊接位置269
2.4.4 焊接襯墊與引出板269
2.4.5 裝配與定位焊270
2.5 焊條電弧焊的焊接工藝271
2.5.1 焊前準備271
2.5.2 焊接參數(shù)271
2.5.3 焊條電弧焊操作技術275
2.5.4 后熱與焊后熱處理283
第3章 埋弧焊285
3.1 概述285
3.1.1 基本原理285
3.1.2 優(yōu)缺點285
3.1.3 分類286
3.2 適用范圍286
3.2.1 材料范圍286
3.2.2 厚度范圍286
3.3 埋弧焊的自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)286
3.3.1 實現(xiàn)焊接過程自動化的一般要求286
3.3.2 電弧自身調(diào)節(jié)系統(tǒng)287
3.3.3 電弧電壓自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)288
3.3.4 等速與變速送絲系統(tǒng)性能的比較289
3.4 埋弧焊機289
3.4.1 組成與分類289
3.4.2 通用埋弧焊機的主要技術要求290
3.4.3 埋弧焊機的電源291
3.4.4 送絲和行走機構292
3.4.5 焊接機頭調(diào)整機構295
3.4.6 易損件及輔助裝置295
3.4.7 典型通用埋弧焊機296
3.4.8 現(xiàn)代先進埋弧焊機的基本特點307
3.4.9 國產(chǎn)埋弧焊機技術數(shù)據(jù)307
3.5 焊接材料——焊絲與焊劑309
3.6 埋弧焊接工藝與技術309
3.6.1 焊縫形狀與尺寸及影響因素309
3.6.2 焊接接頭設計與坡口加工313
3.6.3 組裝和定位焊313
3.6.4 引弧板與引出板314
3.6.5 焊接襯墊與打底焊314
3.6.6 焊前和層間的清理316
3.6.7 自動埋弧焊接常規(guī)工藝與技術316
3.6.8 高效埋弧焊接工藝與技術322
3.7 埋弧焊常見缺陷及防止329
第4章 鎢極氬弧焊(TIG焊)331
4.1 概述331
4.1.1 原理與分類331
4.1.2 TIG焊的工藝特點331
4.1.3 TIG焊的優(yōu)缺點332
4.1.4 適用范圍332
4.2 TIG焊的極性、陰極清洗作用和直流分量333
4.2.1 電弧的靜特性333
4.2.2 陰極清洗作用333
4.2.3 交流TIG焊的直流分量334
4.3 鎢極氬弧焊(TIG)焊機335
4.3.1 TIG焊接過程的一般程序335
4.3.2 TIG焊機的組成335
4.3.3 焊接電源335
4.3.4 引弧和穩(wěn)弧裝置338
4.3.5 焊接電流衰減裝置339
4.3.6 焊槍339
4.3.7 供氣系統(tǒng)和水冷系統(tǒng)341
4.3.8 送絲機構和焊接小車341
4.3.9 典型的通用TIG焊機技術數(shù)據(jù)341
4.4 焊接材料342
4.4.1 鎢極342
4.4.2 保護氣體343
4.4.3 填充金屬344
4.5 焊接工藝與技術345
4.5.1 接頭形式與坡口345
4.5.2 焊前清理346
4.5.3 裝配347
4.5.4 電流類型與極性選擇347
4.5.5 鎢極的選擇與使用348
4.5.6 一般焊接工藝349
4.5.7 停止焊接354
4.6 特殊TIG焊接技術355
4.6.1 脈沖鎢極氬弧焊355
4.6.2 TIG點焊358
4.7 典型應用359
4.7.1 奧氏體不銹鋼薄膜板對接焊359
4.7.2 固定管全位置TIG焊360
4.7.3 管與管板焊接363
4.8 工藝缺陷、產(chǎn)生原因及防止措施364
4.9 安全技術365
第5章 熔化極氣體保護焊366
5.1 概述366
5.1.1 基本原理366
5.1.2 分類366
5.1.3 優(yōu)缺點366
5.1.4 適用范圍367
5.2 保護氣體367
5.2.1 對保護氣體的基本要求367
5.2.2 保護氣體對電弧性能的影響370
5.3 焊絲371
5.4 焊絲的熔滴過渡371
5.4.1 影響焊絲熔滴過渡形式的主要因素371
5.4.2 各種熔滴過渡形式特性對比與應用372
5.5 熔化極氣體保護電弧焊設備373
5.5.1 焊接電源374
5.5.2 焊槍375
5.5.3 送絲系統(tǒng)376
5.5.4 供氣與水冷系統(tǒng)379
5.5.5 控制系統(tǒng)379
5.5.6 熔化極氣體保護焊機及其選用381
5.6 MIG焊接工藝383
5.6.1 工藝特點383
5.6.2 焊接材料選擇383
5.6.3 焊接參數(shù)384
5.6.4 典型MIG焊接參數(shù)387
5.7 MAG焊接工藝391
5.7.1 工藝特點391
5.7.2 常用氧化性混合氣體及其適用范圍391
5.7.3 焊絲的選擇391
5.7.4 典型的焊接參數(shù)391
5.8 CO2氣體保護焊393
5.8.1 工藝特點393
5.8.2 冶金特點393
5.8.3 焊接材料394
5.8.4 CO2焊設備395
5.8.5 CO2焊接參數(shù)398
5.8.6 操作要點403
5.8.7 CO2焊接常見缺陷及其產(chǎn)生原因406
5.9 藥芯焊絲氣體保護電弧焊406
5.9.1 藥芯焊絲氣體保護電弧焊的工藝特點406
5.9.2 藥芯焊絲407
5.9.3 藥芯焊絲氣體保護焊工藝407
5.10 熔化極脈沖氣體保電弧護焊411
5.10.1 脈沖噴射過渡過程及其特征411
5.10.2 工藝特點412
5.10.3 焊接參數(shù)412
5.11 窄間隙熔化極氣體保護電弧焊415
5.11.1 基本特征415
5.11.2 優(yōu)缺點及適用范圍415
5.11.3 焊接工藝415
5.12 CO2電弧點焊418
5.12.1 特點與應用418
5.12.2 常用接頭形式418
5.12.3 焊接工藝418
5.13 氣電立焊419
5.13.1 操作原理419
5.13.2 優(yōu)缺點419
5.13.3 適用范圍420
5.13.4 焊接設備420
5.13.5 焊接材料421
5.13.6 焊接工藝421
5.14 熔化極氣體保護電弧焊的新發(fā)展422
5.14.1 高效熔化極氣體保護焊422
5.14.2 波形控制熔化極氣體保護焊424
第6章 等離子弧焊426
6.1 概述426
6.1.1 等離子弧及其形成426
6.1.2 等離子弧的特性426
6.1.3 等離子弧的類型427
6.2 等離子弧焊的工藝特點與適用范圍428
6.2.1 工藝特點428
6.2.2 適用范圍428
6.3 等離子弧焊的分類429
6.4 等離子弧焊設備429
6.4.1 設備組成429
6.4.2 焊接電源430
6.4.3 焊槍431
6.4.4 國產(chǎn)等離子弧焊機及技術數(shù)據(jù)434
6.5 等離子弧焊接的雙弧問題437
6.6 等離子弧焊工藝437
6.6.1 焊接接頭437
6.6.2 裝配與夾緊438
6.6.3 等離子弧焊氣體的選擇439
6.6.4 焊接參數(shù)440
6.7 等離子弧焊常見缺陷及其產(chǎn)生原因445
第7章 螺柱焊446
7.1 概述446
7.2 拉弧式螺柱焊446
7.2.1 瓷環(huán)保護拉弧式螺柱焊446
7.2.2 短周期拉弧式螺柱焊454
7.3 電容放電螺柱焊456
7.3.1 電容放電螺柱焊焊接過程456
7.3.2 電容放電螺柱焊設備457
7.3.3 電容放電螺柱焊焊接工藝460
7.4 螺柱焊材料的組合及其焊接性461
7.5 螺柱焊的發(fā)展方向463
7.6 螺柱焊方法的選擇與應用464
7.6.1 螺柱焊方法的選擇464
7.6.2 螺柱焊方法的應用465
第四篇 電阻焊方法及設備
第1章 電阻焊基礎469
1.1 概述469
1.1.1 電阻焊的分類469
1.1.2 電阻焊的優(yōu)缺點471
1.2 焊接的熱量及其影響因素471
1.2.1 焊接的熱量471
1.2.2 影響焊接熱量的因素471
1.3 熱平衡及溫度分布473
1.3.1 熱平衡473
1.3.2 溫度分布474
1.4 焊接循環(huán)474
1.5 金屬材料電阻焊的焊接性及其影響因素475
第2章 電阻焊設備478
2.1 概述478
2.1.1 分類478
2.1.2 電阻焊設備的基本構成478
2.1.3 電阻焊設備的型號編制方法479
2.1.4 電阻焊設備的通用技術條件479
2.1.5 電阻焊電源的負載持續(xù)率482
2.1.6 電阻焊機的技術經(jīng)濟指標482
2.1.7 電阻焊機的工作循環(huán)482
2.2 各類電阻焊電源的電氣性能483
2.2.1 單相工頻電阻焊電源483
2.2.2 三相低頻電阻焊電源484
2.2.3 二次整流電阻焊電源485
2.2.4 電容儲能電阻焊電源486
2.2.5 逆變電阻焊機電源487
2.3 點焊機488
2.4 凸焊機497
2.5 縫焊機498
2.5.1 縫焊機類型498
2.5.2 縫焊機滾輪的傳動498
2.5.3 縫焊機滾輪的導電499
2.5.4 部分國產(chǎn)縫焊機的技術數(shù)據(jù)499
2.6 對焊機500
2.6.1 對焊機的組成與分類500
2.6.2 機架與導軌501
2.6.3 送進機構501
2.6.4 夾緊機構503
2.6.5 部分國產(chǎn)對焊機的技術數(shù)據(jù)504
2.7 電阻焊機的控制器506
2.7.1 控制器的功能506
2.7.2 控制器的分類、特點和選用506
2.7.3 控制器的基本單元線路507
2.7.4 國產(chǎn)點、凸、縫焊機控制器技術數(shù)據(jù)512
第3章 點焊工藝515
3.1 熔核的形成及對其質(zhì)量的一般要求515
3.1.1 熔核的形成515
3.1.2 對熔核質(zhì)量的一般要求515
3.2 點焊方法的種類516
3.3 點焊接頭的設計517
3.4 點焊電極及電極握桿518
3.4.1 點焊電極518
3.4.2 電極握桿524
3.5 點焊工藝526
3.5.1 焊前工件表面清理526
3.5.2 點焊的焊接參數(shù)527
3.5.3 點焊時電流的分流532
3.5.4 不等厚或異種材料點焊533
3.5.5 常用金屬材料點焊工藝要點534
第4章 凸焊工藝543
4.1 概述543
4.1.1 凸焊的工藝特點543
4.1.2 凸焊的優(yōu)缺點544
4.1.3 凸焊的適用范圍544
4.2 凸焊工藝544
4.2.1 凸焊接頭設計544
4.2.2 凸焊電極545
4.2.3 凸焊的焊接參數(shù)546
4.2.4 常用金屬的凸焊要點547
第5章 縫焊工藝551
5.1 概述551
5.1.1 縫焊的基本形式及其工藝特點551
5.1.2 縫焊的優(yōu)缺點551
5.1.3 縫焊的應用551
5.2 縫焊用的電極553
5.2.1 電極的形狀553
5.2.2 電極尺寸554
5.2.3 電極材料554
5.2.4 電極的正確選擇與使用554
5.3 縫焊的焊接參數(shù)及其對焊接質(zhì)量的影響555
5.4 縫焊的接頭設計557
5.5 常用金屬材料縫焊工藝要點558
5.5.1 低碳鋼的縫焊558
5.5.2 鍍層鋼的縫焊558
5.5.3 不銹鋼與高溫合金的縫焊560
5.5.4 鋁合金的縫焊561
5.5.5 鈦合金的縫焊561
第6章 對焊工藝563
6.1 電阻對焊工藝563
6.1.1 接頭的形成與所需的基本條件563
6.1.2 電阻對焊的特點與適用范圍563
6.1.3 焊接工藝563
6.2 閃光對焊工藝565
6.2.1 閃光對焊的工作原理565
6.2.2 閃光對焊的特點及其適用范圍566
6.2.3 焊接工藝569
6.2.4 閃光對焊新技術576
6.3 典型零件的對焊577
6.3.1 線材的對焊577
6.3.2 型材的對焊578
6.3.3 管材的對焊578
6.3.4 板材的對焊580
6.3.5 環(huán)形零件的對焊581
第五篇 其他焊接方法及設備
第1章 電渣焊585
第2章 電子束焊618
第3章 激光焊630
第4章 摩擦焊649
第5章 擴散焊671
第6章 冷壓焊678
第7章 爆炸焊683
第8章 超聲波焊692
第9章 氣焊699
第10章 釬焊711
第11章 高頻焊756
第12章 熱切割765
第六篇 焊接材料
第1章 焊條805
第2章 焊絲、焊帶與焊劑852
第3章 焊接用保護氣體902
第4章 電極909
第七篇 金屬材料的焊接
第1章 焊接性及其試驗方法921
第2章 碳鋼的焊接953
第3章 低合金鋼的焊接968
第4章 耐熱鋼的焊接1009
第5章 不銹鋼的焊接1029
第6章 鑄鐵的焊接1063
第7章 鋁及鋁合金的焊接1078
第8章 銅及銅合金的焊接1106
第9章 鈦及鈦合金的焊接1127
第10章 異種金屬的焊接1139
第11章 金屬材料的堆焊1163
第12章 熱噴涂1180
第八篇 焊接結構
第1章 焊接應力與變形1205
第2章 焊接接頭1247
第3章 焊接結構的破壞1283
第4章 焊接結構設計1328
第九篇 焊接結構生產(chǎn)
第1章 焊接工藝過程設計1365
第2章 焊接工藝評定1389
第3章 焊接工藝裝備及其設計1410
第4章 焊接生產(chǎn)的機械化和自動化1463
第5章 焊接檢驗1476
第6章 焊接生產(chǎn)的安全與勞動保護1531
附錄A 我國焊接專業(yè)及其相關標準目錄1544
附錄B 國內(nèi)外焊接材料型(牌)號對照1559
附錄C 各國不銹鋼及耐熱鋼牌號對照1575
參考文獻1582