焊接工程师实用技术丛书--焊接工艺全图解

本书从焊接生产的角度简要介绍了各种电弧焊方法的工艺原理、特点及应用；重点介绍了焊条电弧焊、钨极氩弧焊、埋弧焊、熔化极气体保护焊、药芯焊丝电弧焊、等离子弧焊、电弧螺柱焊等常用电弧焊方法的焊接材料、设备、接头及坡口设计、工艺参数选择原则、缺陷及防止措施以及安全技术；详细阐述了碳钢、低合金高强钢、耐热钢、不锈钢、铝及铝合金、铜及铜合金等常用金属材料的焊接性及焊接工艺；简要说明了焊接工艺评定原则及方法、焊接结构设计的工艺基础。本书理论与实践密切结合，理论问题尽量采用图解方法介绍，注重实用性、新颖性和先进性。
本书适用于焊接技术与工程和材料成型及控制工程等专业毕业生入职后的焊接工程师教育，焊接方向研究生的专业理论及工程应用知识学习。也可供企业开展焊接工程师培训和焊接工程技术人员拓展焊接专业基础知识之用。

无

1.以图解为形式，以焊接相关知识为核心，以各类焊接实例为载体
2.知识系统全面，理论结合实践

目前，我国正从制造业大国向制造业强国迈进，焊接作为制造业的关键支撑技术在此过程中发挥着非常重要的作用，迫切需要大量具有专业理论知识和实践经验丰富的焊接工程师。然而，很多材料成型及控制工程专业、焊接技术与工程专业的本科生在焊接科学与技术知识方面的学习不够深入、系统和全面，毕业后进入企业需要开展后续的专业教育和学习，本书为了满足该需要而编写。
本书系统地阐述了电弧焊工艺理论知识和应用技术。主要分为五大部分：第一部分是各种电弧焊方法及工艺，涵盖第1章至第7章，该部分介绍了焊条电弧焊、钨极氩弧焊、埋弧焊、熔化极气体保护焊、药芯焊丝电弧焊、等离子弧焊、电弧螺柱焊等常用电弧焊方法的工艺原理、焊接材料、焊接设备、接头及坡口设计、工艺参数选择原则、缺陷及防止措施等。第二部分是常用金属材料的焊接，涵盖第8章到第13章，详细阐述了碳钢、低合金高强钢、耐热钢、不锈钢、铝及铝合金、铜及铜合金等的焊接性及焊接工艺，并给出了典型的焊接工艺参数。第三部分是第14章，简要阐述了焊接工艺评定原则及方法。第四部分为第15章，简要介绍了焊接结构设计的工艺基础。第五部分是第16章，介绍了焊接安全技术知识。
本书内容注重理论与实践的密切结合，兼具实用性、新颖性和先进性。所有内容均基于最新的焊接标准。理论问题尽量结合图表深入浅出地进行介绍，有利于读者快速地理解和掌握。
参加本书编写的人员还有陈东升、蒋元宁、闫建新、任文建、凌亮建、姜丽岩、王亚洁、张城城、王玉文、梁慧君等。
由于作者水平有限，书中难免出现疏漏之处，恳请广大读者批评指正。

编著者

第1章 焊条电弧焊 001
1.1 焊条电弧焊基本原理及特点 001
1.1.1 基本原理 001
1.1.2　工艺特点及应用 002
1.2　焊接设备 003
1.3　焊接材料——焊条 005
1.3.1 焊条的组成 005
1.3.2 焊条的分类及型号 007
1.4 焊条电弧焊接头及坡口设计 013
1.4.1 接头的基本形式 013
1.4.2 焊缝坡口的基本形式 014
1.4.3　焊接衬垫与引出板 016
1.5　焊条电弧焊的焊接工艺 017
1.5.1 焊前准备 017
1.5.2 装配与定位焊 019
1.5.3　焊接工艺参数 019
1.5.4 后热与焊后热处理 022
1.6 常见焊接缺陷及其防止措施 022

第2章 埋弧焊 030
2.1 基本原理、特点及应用 030
2.1.1 基本原理 030
2.1.2　特点及应用 031
2.2 埋弧焊设备 032
2.2.1 埋弧焊设备的组成及分类 032
2.2.2 埋弧焊电源 033
2.2.3 送丝机构、行走机构和机头调整机构 034
2.3　埋弧焊焊接参数的自动调节系统 039
2.3.1 焊接速度的自动调节 039
2.3.2 焊接电流及电弧电压的自动调节 040
2.4 埋弧焊焊接材料 047
2.4.1 焊剂 047
2.4.2　埋弧焊焊丝及焊带 053
2.5　埋弧焊工艺 059
2.5.1 接头设计及焊前准备 059
2.5.2　焊接工艺参数对焊缝成形尺寸及质量的影响规律 063
2.5.3 焊缝成形控制 068
2.6 埋弧焊常见缺陷及防止措施 074
2.7 高效埋弧焊焊接方法及工艺 075
2.7.1 双丝及多丝埋弧焊 075
2.7.2 窄间隙埋弧焊 082
2.7.3 带极埋弧焊 085

第3章 钨极氩弧焊 088
3.1 钨极氩弧焊分类、特点及应用 088
3.1.1 钨极氩弧焊基本原理和分类 088
3.1.2 钨极氩弧焊的特点及应用 089
3.2 钨极氩弧焊的焊接材料 090
3.2.1 保护气体 090
3.2.2 电极材料 091
3.2.3 填充金属 093
3.3 不同电流及极性TIG 焊的工艺特点 093
3.3.1 直流钨极氩弧焊 093
3.3.2 交流钨极氩弧焊 094
3.3.3 脉冲钨极氩弧焊 097
3.4 钨极氩弧焊设备 099
3.4.1 设备组成 099
3.4.2 钨极氩弧焊设备的主要组成部分 100
3.5 钨极氩弧焊工艺 103
3.5.1 焊枪准备及接头设计 103
3.5.2 工艺参数的选择原则 105
3.6 钨极氩弧焊中常见的问题及缺陷 111
3.6.1 钨极氩弧焊中常见的问题及解决措施 111
3.6.2 钨极氩弧焊常见焊接缺陷 111
3.7 高效熔化极氩弧焊 112
3.7.1 热丝TIG 焊 112
3.7.2 TOP-TIG 焊 115
3.7.3 匙孔TIG 焊 118
3.7.4　A-TIG 焊 120
3.7.5 双钨极氩弧焊（TETW 焊） 123

第4章 熔化极气体保护焊 128
4.1　基本原理、特点及应用 128
4.1.1 基本原理及分类 128
4.1.2 特点及应用 129
4.2　熔化极气体保护焊的熔滴过渡 130
4.2.1 短路过渡 130
4.2.2 细颗粒过渡 131
4.2.3 喷射过渡 132
4.2.4 亚射流过渡 134
4.2.5 脉冲喷射过渡 135
4.3　熔化极气体保护焊设备 136
4.3.1 熔化极气体保护焊设备的组成 136
4.3.2 熔化极气体保护焊设备对各个组成部分的要求 137
4.4　熔化极气体保护焊焊接材料 141
4.4.1　保护气体 141
4.4.2 焊丝 144
4.5　MIG/MAG 焊接工艺 145
4.5.1 接头及坡口设计 146
4.5.2 焊接工艺参数 148
4.5.3　典型MIG/MAG 焊接工艺参数 153
4.6　CO2 气体保护焊工艺 160
4.6.1 工艺特点 160
4.6.2 冶金特点 160
4.6.3 飞溅及其防止措施 162
4.6.4 CO2 焊焊接工艺参数的选择 164
4.7 常见焊接缺陷及其防止措施 166
4.8　窄间隙熔化极气体保护焊 167
4.8.1　窄间隙熔化极气体保护焊特点及应用 168
4.8.2 窄间隙熔化极气体保护焊焊接工艺 168
4.9　气电立焊 171
4.9.1 气电立焊工艺原理、特点及应用 171
4.9.2 气电立焊设备 172
4.9.3 气电立焊焊接材料 174
4.9.4 气电立焊焊接工艺 174
4.10　先进熔化极气体保护焊 176
4.10.1 冷金属过渡（CMT）熔化极气体保护焊 176
4.10.2 表面张力过渡（STT）熔化极气体保护焊 179
4.10.3 T.I.M.E. 熔化极气体保护焊（四元混合气体熔化极气体保护焊） 180
4.10.4 Tandem 熔化极气体保护焊（相位控制的双丝脉冲GMAW 焊） 182

第5章 药芯焊丝电弧焊 185
5.1 药芯焊丝电弧焊的工艺特点及应用 185
5.1.1 药芯焊丝电弧焊概述 185
5.1.2 药芯焊丝电弧焊的特点 186
5.1.3 药芯焊丝电弧焊的应用 186
5.2 药芯焊丝电弧焊设备 187
5.2.1 药芯焊丝电弧焊设备组成 187
5.2.2 药芯焊丝电弧焊设备对各个组成部分的要求 187
5.3 药芯焊丝电弧焊焊接材料 188
5.3.1 保护气体 188
5.3.2 药芯焊丝 188
5.4 药芯焊丝气体保护焊工艺 205

第6章 等离子弧焊 209
6.1 等离子弧焊原理及特性 209
6.1.1 等离子弧焊的工艺原理 209
6.1.2 等离子弧的特性与类型 210
6.2 等离子弧焊的工艺特点与适用范围 212
6.3 等离子弧焊设备 213
6.3.1 等离子弧焊设备的组成 213
6.3.2 等离子弧焊设备对各个组成部分的要求 213
6.4 等离子弧焊的双弧问题 218
6.5 等离子弧焊工艺 218
6.5.1 等离子弧焊工艺方法 218
6.5.2 等离子弧焊工艺要求 220
6.6 等离子弧焊常见缺陷及其产生原因 229

第7章 电弧螺柱焊 231
7.1 电弧螺柱焊原理及应用 231
7.1.1 电弧螺柱焊的工艺原理和分类 231
7.1.2 电弧螺柱焊的特点及应用 232
7.2 拉弧式螺柱焊 233
7.2.1 瓷环保护拉弧式螺柱焊 233
7.2.2 短周期拉弧式螺柱焊 238
7.3 电容放电螺柱焊 241
7.3.1 电容放电螺柱焊的工艺过程 241
7.3.2 电容放电螺柱焊设备 244
7.3.3 焊接工艺 245
7.4 螺柱焊可焊接的材料 246
7.4.1 螺柱焊用螺柱材料 246
7.4.2 螺柱焊可焊接的工件材料 247
7.5 螺柱焊方法的选择 248
7.5.1 各种螺柱焊方法的特点比较 248
7.5.2 螺柱焊方法选择要点 249
7.6 螺柱焊焊接缺陷、防止措施及检验方法 250
7.6.1 焊接缺陷类型 250
7.6.2 质量检验方法 251

第8章 碳钢的焊接
8.1 碳钢的分类、性能及特点 253
8.1.1 碳钢的分类 253
8.1.2 碳钢的牌号及力学性能 254
8.2 碳素钢的焊接性 259
8.2.1 结晶裂纹敏感性 259
8.2.2 冷裂纹敏感性 260
8.3 低碳钢的焊接 263
8.3.1 焊条电弧焊 263
8.3.2 低碳钢的埋弧焊 268
8.3.3 气体保护焊 275
8.4 中碳钢的焊接 279
8.4.1 焊条电弧焊 279
8.4.2 熔化极气体保护焊 281
8.4.3 埋弧焊 281
8.5 高碳钢的焊接 281
8.5.1 焊接材料 281
8.5.2 焊接工艺要点 282

第9章 低合金高强度结构钢的焊接 283
9.1 低合金高强度结构钢的分类和牌号 283
9.1.1 低合金高强度结构钢的分类 283
9.1.2 低合金高强度结构钢的牌号 285
9.2 热轧钢和正火钢的焊接 286
9.2.1 热轧钢和正火钢的一般性能特点 286
9.2.2 热轧钢和正火钢的焊接性 287
9.2.3 热轧钢和正火钢的焊接工艺 292
9.3 TMCP 钢的焊接 296
9.3.1 TMCP 钢的特点 296
9.3.2 TMCP 钢的焊接性 296
9.3.3 TMCP 钢的焊接工艺 297
9.4 低碳调质钢的焊接 298
9.4.1 低碳调质钢的成分与性能 298
9.4.2 低碳调质钢的焊接性 301
9.4.3 低碳调质钢的焊接工艺 301
9.5 中碳调质钢的焊接 305
9.5.1 中碳调质钢的化学成分和性能 305
9.5.2 中碳调质钢的焊接性 306
9.5.3 中碳调质钢的焊接工艺 307
9.6 耐候钢的焊接 309
9.6.1 耐候钢的性能特点 309
9.6.2 耐候钢的焊接性 311
9.6.3 耐候钢焊接工艺 311
9.7 低温钢的焊接 312
9.7.1 低温钢的性能 312
9.7.2 低温钢的焊接性 314
9.7.3 低温钢的焊接工艺 315

第10章 耐热钢的焊接 320
10.1 耐热钢特点及分类 320
10.1.1 耐热钢的一般特点 320
10.1.2 耐热钢的高温性能 320
10.1.3 耐热钢分类 322
10.2 珠光体耐热钢的焊接 328
10.2.1 珠光体耐热钢的焊接性 328
10.2.2 珠光体耐热钢的焊接工艺 329
10.3 马氏体耐热钢的焊接 333
10.3.1 马氏体耐热钢的焊接性 333
10.3.2 马氏体耐热钢的焊接工艺 334
10.4 铁素体耐热钢的焊接 335
10.4.1 铁素体耐热钢的焊接性 335
10.4.2 铁素体耐热钢的焊接工艺 335
10.5 奥氏体耐热钢的焊接 336
10.5.1 奥氏体耐热钢的焊接性 336
10.5.2 奥氏体耐热钢的焊接工艺 337
10.6 细晶强韧型耐热钢的焊接 339
10.6.1 细晶强韧型马氏体耐热钢 339
10.6.2 细晶强韧型奥氏体耐热钢的焊接工艺 345

第11章 不锈钢的焊接 347
11.1 不锈钢的性能及分类 347
11.1.1 不锈钢的分类 347
11.1.2 不锈钢的基本特性 349
11.2 奥氏体不锈钢的焊接 357
11.2.1 奥氏体不锈钢的焊接性 357
11.2.2 奥氏体不锈钢的焊接工艺 362
11.3 铁素体不锈钢的焊接 377
11.3.1 铁素体不锈钢的焊接性 377
11.3.2 铁素体不锈钢的焊接工艺 378
11.4 马氏体不锈钢的焊接 379
11.4.1 马氏体不锈钢的焊接性 379
11.4.2 马氏体不锈钢的焊接工艺 379
11.5 铁素体- 奥氏体不锈钢的焊接 381
11.5.1 铁素体- 奥氏体不锈钢的焊接性 381
11.5.2 铁素体- 奥氏体不锈钢的焊接工艺 381
11.6 沉淀硬化不锈钢的焊接 382

第12章 铝合金的焊接 384
12.1 铝及铝合金的特点及分类 384
12.1.1 铝及铝合金的基本特点 384
12.1.2 铝及铝合金的种类 385
12.1.3 铝及铝合金的牌号、状态、成分和力学性能 386
12.2 铝及铝合金的焊接特点 392
12.2.1 铝及铝合金熔化焊特点 392
12.2.2 铝及铝合金的固相焊特点 394
12.2.3 铝及铝合金的焊接方法 394
12.3 铝及铝合金的钨极氩弧焊 395
12.3.1 焊前准备 395
12.3.2 焊接材料的选择 398
12.3.3 焊接工艺参数的选择 399
12.4 铝及铝合金的熔化极气体保护焊 403
12.4.1 焊前准备 403
12.4.2 焊接工艺参数的选择 403
12.5 搅拌摩擦焊 406
12.5.1 焊接特点 406
12.5.2 接头形式 407
12.5.3 焊接工艺 408
12.6 等离子弧焊 410
12.6.1 铝及铝合金等离子弧焊特点 410
12.6.2 焊接工艺 410
12.7 其他焊接方法 411

第13章 铜及铜合金的焊接 412
13.1 铜及铜合金的特点及分类 412
13.1.1 铜的基本特性 412
13.1.2 铜及铜合金的分类 412
13.2 铜及铜合金的焊接性 420
13.2.1 铜及铜合金熔化焊的主要问题 420
13.2.2 各种铜合金的焊接特点 421
13.3 铜及铜合金的焊条电弧焊 423
13.4 铜及铜合金的TIG 焊 426
13.5 铜及铜合金的MIG 焊 429
13.6 铜及铜合金的等离子弧焊 430
13.7 铜及铜合金的埋弧焊 431

第14章 焊接工艺评定 434
14.1 焊接质量的可靠性保证 434
14.2 焊接工艺评定的相关焊接标准 435
14.3 焊接工艺评定程序 435
14.3.1 焊接工艺评定一般要求 435
14.3.2 焊接工艺评定一般程序 436
14.4 焊接工艺评定因素及规则 441
14.4.1 焊接工艺评定因素 441
14.4.2 焊接工艺重新评定规则 445
14.5 焊接工艺评定方法 448
14.5.1 焊接工艺评定的主要工作内容 448
14.5.2 试件的制备 449
14.5.3 试件的焊接 450
14.5.4 焊接试件的检验 450

第15章 焊接结构设计的工艺基础 458
15.1 概述 458
15.1.1 焊接结构的优点 458
15.1.2 焊接结构设计的基本要求和原则 459
15.1.3 焊接结构设计方法 461
15.2 接头及焊缝设计 465
15.2.1 接头基本类型 465
15.2.2 焊缝基本类型 466
15.2.3 接头设计及选用 468
15.2.4 角焊缝设计 469
15.2.5 坡口焊缝设计 471
15.2.6 T 形接头的焊缝设计 474
15.2.7 部分熔透接头的焊缝设计 474
15.3 考虑可达性的结构设计 475
15.3.1 焊接可达性 476
15.3.2 无损检验可达性设计 478

第16章 焊接安全及劳动保护安全技术 481
16.1 概述 481
16.1.1 焊接危害因素 481
16.1.2 焊接安全法规与标准 482
16.2 焊接安全技术 483
16.2.1 电击防护技术 483
16.2.2 高压气体使用安全及防火防爆 488
16.2.3 辐射危害防护措施 489
16.2.4 焊接烟尘防护措施 491

参考文献 494