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第一章焊接一般知识 1

第一节金属学基础知识 1

一、金属的构造 1

目 录 1

二、液体金属的结晶过程 2

三、合金的组织与铁－碳平衡状态图 2

四、金属材料的力学性能 4

五、金属的焊接性 5

六、金属受力时结构和性能的变化 7

第二节焊接热源 7

一、焊接热源的种类及特点 7

二、焊接热源的特性 8

三、焊接热效率 8

一、焊接冶金基础知识 9

四、焊件上的热能分布 9

第三节焊接冶金及组织 9

二、焊接接头的金属组织与性能变化 10

三、焊缝金属组织和性能的调整与改善 12

四、焊缝中的偏析现象 12

五、焊缝中的夹杂物 13

六、焊接熔渣 13

七、焊缝中的气孔 15

八、焊接裂纹 16

第四节焊件的热处理 18

一、常用的热处理方法 18

二、热处理工艺代号 19

三、热处理工艺方法的选择 19

一、焊接方法的种类 20

二、常用焊接方法的特点及其应用范围 20

第五节焊接方法的种类及其应用范围 20

第二章焊接材料 23

第一节 焊条 23

一、焊条分类、型号与牌号表示方法 23

二、焊条的组成及作用 34

三、焊条的检验 36

四、常用焊条的牌号、特点和用途 40

五、焊条的选用原则 50

六、焊条的储存保管与使用 51

第二节焊丝 52

一、钢焊丝 52

二、有色金属焊丝 58

三、铸铁焊丝 60

四、镍及镍合金焊丝 60

五、气体保护焊焊丝 61

六、药芯焊丝 62

第三节焊剂与熔剂 71

一、埋弧焊及电渣焊焊剂 71

二、气焊熔剂 77

第四节焊接用气体 78

一、气体的性质及应用 78

二、焊接用气体的技术要求 78

三、焊接用气体气瓶的涂色标记 79

四、气体保护焊常用的保护气体 79

五、熔化极气体保护焊保护气体的选择 80

第五节钎料与钎剂 81

一、钎料 81

二、钎剂 96

三、热喷涂常用材料的牌号、成分及性能 100

二、热喷涂材料的选用原则 100

一、热喷涂材料的分类 100

第六节热喷涂材料 100

第七节堆焊材料 108

一、铁基堆焊合金 108

二、钴基堆焊合金 117

三、镍基堆焊合金 118

四、铜基堆焊合金 119

五、碳化钨堆焊金属 121

六、等离子堆焊合金粉末 122

七、堆焊金属材料的选择 123

第八节其它焊接材料 124

一、气体保护焊用钨极材料 124

二、防止飞溅粘结用涂料 124

三、工业用电石 124

一、焊接设备的分类 125

二、选用焊接设备的原则 125

第三章焊接设备 125

第一节焊接设备的选用 125

三、电焊机型号的代表符号 126

四、电弧焊机额定电流等级 131

第二节弧焊设备 131

一、弧焊电源 131

二、埋弧焊设备 158

三、气体保护电弧焊（气电焊）设备 163

四、等离子弧焊机 180

第三节 电阻焊设备 185

一、电阻焊设备的分类 185

二、电阻焊设备的组成 186

三、电阻焊电极 189

四、电阻焊机型号及主要技术数据 191

第四节气焊设备 200

一、气焊设备的组成 200

二、气瓶和瓶阀 200

三、乙炔发生器 202

四、回火防止器（GB 12136—1989） 204

五、乙炔过滤器及干燥器 205

六、减压器 206

七、焊炬 208

第五节其它焊接设备 211

一、电渣焊机 211

二、激光焊机 213

三、电子束焊机 214

四、摩擦焊机 216

五、高频电阻焊机 217

六、扩散焊机 219

七、超声波焊机 220

八、等离子堆焊机 221

第六节热喷涂与钎焊设备 221

一、热喷涂设备 221

二、钎焊设备 227

第七节切割设备 228

一、手工气割设备 228

二、机械氧气切割设备 232

三、火焰精密切割机 234

四、等离子弧切割设备 235

五、激光切割设备 238

六、高精度门式切割机 239

七、水电解氢氧焊割机 240

八、碳弧气刨设备 240

一、焊接辅助设备 242

第八节 焊接辅助设备、工具及用具 242

二、焊接辅助工具及用具 247

第四章焊接接头设计与坡口选择 253

第一节焊接接头的基本类型及标注方法 253

一、焊接接头的作用 253

二、焊接接头的分类 253

三、焊接接头的基本类型 254

四、焊接接头在图纸上的表示方法 259

第二节焊接接头的应力计算 269

一、电弧焊接头静载强度计算公式 269

二、点焊和缝焊接头的静载强度计算公式 273

三、角焊缝静载强度计算公式 274

四、焊缝许用应力 274

一、设计焊接结构应满足的基本要求 275

第三节焊接接头的设计原则 275

二、焊接结构设计的基本原则 276

三、常用焊接接头设计注意事项 276

第四节熔焊接头的坡口选择 278

一、熔焊接头的坡口类型 278

二、坡口形式和尺寸的选择 279

第五章焊接工艺及操作技术 288

第一节焊条电弧焊 288

一、焊条电弧焊的特点及应用 288

二、焊接接头形式与坡口制备 288

三、焊接工艺参数的选择 290

四、焊条电弧焊其它焊接工艺条件 291

五、焊条电弧焊操作技术 292

六、各种类型焊件的焊接技术 304

七、常见焊条电弧焊缺陷及防止措施 307

一、埋弧焊的特点及应用 308

第二节埋弧焊 308

二、埋弧焊工艺参数及对焊缝的影响 309

三、埋弧焊焊接技术 311

四、埋弧焊常见缺陷产生原因及防止措施 314

第三节电渣焊 315

一、电渣焊的特点 315

二、电渣焊的分类 316

三、电渣焊的应用范围 316

四、电渣焊技术 317

五、电渣焊工艺参数及对焊缝的影响 317

六、电渣焊常见缺陷产生的原因及防止措施 318

第四节气体保护焊 319

一、气体保护焊概述 319

二、熔化极惰性气体保护焊（MIG） 320

四、熔化极混合气体保护焊（MAG） 323

三、熔化极脉冲氩弧焊 323

五、CO2气体保护焊 324

六、药芯焊丝气保焊（TCAW） 331

七、钨极（非熔化极）惰性气体保护焊（TIG） 334

八、脉冲钨极（非熔化极）氩弧焊（CP-TIG） 339

第五节高能束焊接 341

一、等离子弧焊 341

二、电子束焊接 348

三、激光焊接 354

第六节电阻焊 359

一、电阻焊的特点 360

二、电阻焊的分类 360

三、常用材料电阻焊的焊接性 360

四、点焊 361

五、缝焊 368

六、凸焊 370

七、对焊 372

第七节气焊 377

一、气焊的特点及应用范围 377

二、气焊火焰 378

三、气焊接头形式及坡口 379

四、气焊工艺参数的选择 380

五、气焊技术 382

第八节钎焊 384

一、钎焊的特点 385

二、钎焊的分类与应用范围 385

三、钎焊技术 388

四、碳钢、不锈钢和铸铁的钎焊 395

五、常用工具及电气触头的钎焊 396

二、高频焊的分类及特点 398

第九节高频焊 398

一、概述 398

三、高频焊的应用范围 399

四、高频焊接头形式 400

五、高频焊焊接工艺 400

第十节其它焊接方法 402

一、摩擦焊 402

二、爆炸焊 406

三、超声波焊接 408

四、扩散焊 411

第六章 常用金属材料的焊接 417

第一节 常用金属材料的分类 417

第二节碳素钢的焊接 417

一、低碳钢的焊接 418

二、中碳钢的焊接 442

三、高碳钢的焊接 447

四、焊接工程实例 448

第三节合金结构钢的焊接 452

一、合金结构钢的焊接性 452

二、合金结构钢的基本性能 453

三、常用合金结构钢的焊接特点 455

四、常用合金结构钢的焊接工艺 455

五、几种典型合金结构钢的焊接 458

六、焊接工程实例 462

第四节不锈钢的焊接 463

一、不锈钢的焊接性 463

二、不锈钢对各种焊接方法的适应性 464

三、常用不锈钢的基本性能 464

四、奥氏体不锈钢的焊接 466

五、马氏体型不锈钢的焊接 484

六、铁素体型不锈钢的焊接 485

七、焊接工程实例 486

第五节低合金耐蚀钢的焊接 488

一、常用低合金耐蚀钢的基本性能 488

二、低合金耐蚀钢的焊接特点 489

三、低合金耐蚀钢的焊接材料 489

四、低合金耐蚀钢的焊接工艺要点 490

五、低合金耐蚀钢焊接工艺参数 490

第六节耐热钢的焊接 491

一、常用耐热钢的基本性能 491

二、珠光体型耐热钢的焊接 494

三、奥氏体型耐热钢的焊接 495

四、马氏体型耐热钢的焊接 496

五、铁素体型耐热钢的焊接 497

六、焊接工程实例 497

一、低温用钢的基本性能 498

第七节低温用钢的焊接 498

二、低温用钢的焊接特点 499

三、低温用钢的焊接工艺要点 499

四、低温用钢焊接材料的选择 500

五、低温用钢焊接工艺参数 500

六、焊接工程实例 501

第八节铸铁的焊接 501

一、铸铁牌号、性能及化学成分 501

二、铸铁的焊接特点 503

三、铸铁的焊补方法 504

四、铸铁的焊接材料 505

五、各种铸铁的焊接工艺要点 506

六、铸铁焊接工艺参数 508

八、焊接工程实例 509

七、机械制造中铸铁件焊补方法的选择 509

第九节铝及铝合金的焊接 510

一、铝及铝合金的可焊性 510

二、铝及铝合金的牌号及基本性能 511

三、铝及铝合金的焊接特点 512

四、铝及铝合金焊接材料的选择 512

五、铝及铝合金焊件焊前、焊后的清理 514

六、铝及铝合金的焊接工艺 515

七、焊接工程实例 525

第十节铜及铜合金的焊接 528

一、铜及铜合金的分类及可焊性 528

二、铜及铜合金的基本性能 529

三、铜及铜合金的焊接特点 531

四、铜及铜合金焊接材料的选择 531

五、铜及铜合金的焊前准备 532

六、铜及铜合金的焊接工艺 532

七、焊接工程实例 540

第十一节镁合金的焊接 541

一、镁合金的分类 541

二、镁合金的基本性能 542

三、镁合金的焊接特点 543

四、镁合金的焊前准备 543

五、镁合金焊接工艺 543

六、镁合金焊接工艺参数 544

七、镁合金缺陷的焊补 545

第十二节钛及钛合金的焊接 546

一、钛及钛合金的焊接性 546

二、钛及钛合金的基本性能 546

三、钛及钛合金的焊接特点 548

四、钛及钛合金的焊接工艺要点 548

五、钛及钛合金的焊接工艺参数 551

六、焊接工程实例 553

第十三节镍及镍合金的焊接 554

一、镍及镍合金的可焊性 554

二、镍及镍合金的基本性能 554

三、镍及镍合金的焊接特点 556

四、镍及镍合金的焊接工艺 557

五、镍及镍合金的焊接工艺参数 558

第十四节铅的焊接 562

一、铅的主要性质及用途 562

二、铅的焊接特点 562

三、铅的焊接材料选择 562

四、铅的焊前准备 562

五、铅的焊接工艺要点 563

第十五节锆及锆合金的焊接 565

一、锆及锆合金的基本性能 565

五、锆及锆合金的焊接工艺参数 566

四、锆及锆合金的焊接工艺 566

二、锆及锆合金的焊接特点 566

三、锆及锆合金的焊前准备 566

第十六节钨、钼、铌、钽及其合金的焊接 568

一、焊接特点 568

二、焊接方法的选择 568

三、焊前准备 568

四、焊接工艺 569

五、焊接工艺参数 570

第十七节异种金属材料的焊接 572

一、异种金属的可焊性 572

二、异种金属的焊接方法 572

三、异种钢的焊接 572

四、碳钢与铸铁的焊接 581

五、钢与铜的焊接 582

六、钢与钛的焊接 584

七、钢与铝的焊接 585

八、铝与铜的焊接 586

九、不锈钢与铅的焊接 588

十、焊接工程实例 589

第十八节复合材料的焊接 590

一、不锈复合钢板的焊接 590

二、钛复合钢板的焊接 593

三、无氧铜－碳钢复合板的焊接 593

四、B30-Q235复合板的焊接 594

五、焊接工程实例 595

第七章堆焊与热喷涂 597

第一节堆焊 597

一、堆焊的特点及应用 597

二、堆焊的焊接性 597

三、常用的堆焊方法 598

四、堆焊合金的使用性能 599

五、堆焊技术 600

六、堆焊工艺参数的选择 601

七、堆焊工程实例 604

第二节热喷涂 606

一、热喷涂的特点及适用范围 606

二、热喷涂方法的分类及其特性 606

三、热喷涂工艺 607

四、常用的喷涂方法 609

五、喷涂后的处理 613

六、喷涂层缺陷及防止 614

七、热喷涂工程实例 615

一、气割原理、应用条件及特点 616

第二节气体火焰切割 616

第一节金属热切割分类 616

第八章金属切割工艺与操作 616

二、氧－乙炔切割 618

三、氧－液化石油气切割 622

四、氧－丙烷切割 623

五、快速优质气割与精密气割 623

六、仿形切割 626

七、振动及其它气割 629

八、提高手工气割质量和效率的方法 632

第三节碳钢气割 632

一、碳钢气割操作要点 632

二、碳钢气割工艺参数 634

第四节碳弧气刨及碳弧空气切割 635

一、碳弧气刨原理及其特点 635

三、碳弧气割工艺参数的选择 636

二、碳弧气刨及切割应用范围 636

四、常用碳弧气刨操作技术 638

五、常用材料的碳弧气刨工艺 639

六、碳弧气刨常见缺陷及排除方法 639

七、碳弧空气切割 640

第五节等离子弧切割 641

一、等离子弧切割原理 641

二、等离子弧切割的特点 641

三、等离子弧切割工艺参数选择 641

四、等离子弧切割操作技术 644

五、等离子弧用于大厚度工件的切割 645

六、等离子弧切割常见的故障及其改善措施 646

七、空气等离子弧切割 647

八、氧气等离子弧切割 649

十、水压等离子弧切割 650

九、双气流等离子弧切割 650

十一、切割工程实例 652

第六节激光切割 652

一、激光切割原理 652

二、激光切割的特点 652

三、激光切割工艺参数的选择 653

四、激光切割技术 655

第七节其它切割方法 656

一、电弧刨割条 656

二、水下切割 656

三、水射流切割 657

第九章 焊接应力与变形及断裂 658

第一节基本概念 658

一、焊接应力与变形的危害性 658

二、焊接应力与变形产生的原因 658

一、焊接应力的分类 659

三、焊接应力与变形的影响因素 659

第二节焊接应力 659

二、焊接残余应力的分布与影响 660

三、控制焊接残余应力的措施 661

四、消除焊接残余应力的方法 663

第三节焊接残余变形 664

一、焊接残余变形的分类 665

二、焊接残余变形的估算 666

三、焊接残余变形的经验数据 668

四、控制焊接残余变形的措施 671

五、矫正焊接残余变形的方法 676

第四节焊接结构的脆性断裂 677

一、脆性断裂及影响因素 677

二、防止焊接结构脆性断裂的措施 678

二、提高焊接结构疲劳强度的措施 679

第五节焊接结构的疲劳断裂 679

一、影响焊接结构疲劳强度的因素 679

第十章焊接缺陷与质量检验 681

第一节焊接缺陷 681

一、焊接缺陷分类 681

二、常见焊接缺陷 681

第二节焊接质量检验 683

一、检验内容与方法 684

二、常用非破坏性检验方法 685

三、破坏性检验方法 691

第三节焊、割件质量检验标准 701

一、钢结构焊缝外形尺寸（JB/T 7949—1999） 701

二、钢熔化焊接头的要求和缺陷分级（GB/T 12469—1990） 703

三、钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级（GB/T 3323—1987） 705

四、钢管熔化焊对接接头射线照相和质量分级（GB 3323—1987补充件） 707

五、钢制焊接压力容器技术条件（GB 150—1998） 708

六、钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果的分级（GB/T 11345—1989） 709

七、二氧化碳气体保护焊质量评定标准 710

八、铝制压力容器一般技术要求 712

九、蒸气锅炉焊接质量评定标准 713

十、气割质量的检验标准（JB/T 10045.3—1999） 715

十一、等离子弧切割质量检验标准（JB/T 10045.4—1999） 718

第十一章焊接劳动安全卫生技术 719

第一节 焊接作业的危险因素与有害因素 719

一、焊接作业的危险因素 719

二、焊接作业的有害因素 719

第二节焊接作业的安全规程与标准 723

一、有关焊接作业的主要安全规程与标准 723

二、评价焊接作业环境的卫生标准 725

第三节有关焊接作业可能发生的职业病 728

第四节焊接安全技术 728

一、焊条电弧焊安全技术 728

二、埋弧焊安全技术 731

三、气体保护焊安全技术 731

四、电渣焊安全技术 732

五、等离子弧焊接与切割安全技术 732

六、电阻焊安全技术 733

七、碳弧气刨安全技术 734

八、真空电子束焊安全技术 734

九、气焊与气割安全技术 734

十、焊接防火防爆安全技术 738

第五节焊接劳动保护 740

一、改善安全卫生条件的焊接技术 740

三、焊接作业场所通风除尘 741

二、焊接室内温度的规定 741

四、焊接物理危害因素的防护 744

五、焊工个人劳动防护用品 746

第六节 常用焊接方法的安全与卫生防护要点 747

一、焊接安全与卫生的一般要求 747

二、焊条电弧焊安全与卫生防护要点 748

三、气焊、气割安全与卫生防护要点 748

四、二氧化碳气体保护焊安全与卫生防护要点 748

五、氩弧焊安全与卫生防护要点 749

六、等离子弧焊接及切割安全与卫生防护要点 749

七、电阻焊安全防护要点 749

八、碳弧气刨卫生防护要点 750

第七节特殊环境焊接安全技术 750

一、燃料容器和管道的检修补焊安全技术 750

二、水下焊接与切割安全技术 752

三、高处焊割作业安全技术 754

四、野外（或露天）作业的安全措施 755

五、动火管理与灭火措施 755

附录： 760

附录一化学元素符号表 760

附录二力学性能常用符号表 760

附录三焊接常用名词术语 761

附录四焊接工艺方法符号 763

附录五碳素结构钢新旧牌号对照表 763

附录六 铜及铜合金焊条不同标准型号对照表 764

附录七 焊丝不同标准型号对照表（气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝） 764

附录八 常用钢材国内外近似牌号对照表 765

附录九部分国家不锈钢焊条牌号近似对照表 767

附录十 部分国家焊条、焊丝型号近似对照表 770

参考文献 775

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