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绪论1

第一篇 焊接方法及设备5

第一章 电弧焊基础知识5

第一节 焊接电弧5

一、焊接电弧的导电特点5

二、焊接电弧的构成及其导电特性10

第二节 焊接电弧中的能量平衡及电弧力13

一、焊接电弧中的能量平衡13

二、电弧的能量密度的温度分布14

三、电弧的主要作用力14

四、电弧的极性及其选择方法16

第三节 磁场对电弧的作用17

一、电弧自身磁场的作用17

二、电弧的磁偏吹18

三、外加磁场对电弧的作用20

第四节 焊丝的熔化及熔滴过渡22

一、焊丝加热与熔化的能量22

二、焊丝的熔化速度及熔化系数23

三、熔滴过渡25

四、熔滴过渡的控制34

第五节 母材熔化和焊缝成形的影响36

一、熔池和焊缝隙的形状尺寸36

二、焊接条件对焊缝成形的影响37

三、焊缝成形的控制39

第二章 电弧焊自动控制基础42

第一节 熔化极自动电弧焊的自动调节系统42

一、自动电弧自动调节系统42

二、熔化极等速送丝电弧自身调节系统44

三、电弧电压反馈调节系统48

一、晶闸管可控制整流驱动电路53

第二节 恒速调节系统53

二、脉宽调制式开关管驱动电路57

第三节 电弧焊的程序自动控制60

一、程序自动控制的对象和要求60

二、程序自动控制的转换和实现方法61

三、电弧焊程序控制的基本环节62

第三章 埋弧焊69

第一节 埋弧焊的特点及应用69

一、埋弧焊的特点69

二、埋弧焊的应用及其局限性70

三、埋弧焊的焊剂、焊丝及其选配70

第二节 埋弧焊机72

一、分类及结构72

二、MZ-1000型埋弧焊机75

一、常用埋弧焊技术77

第三节 埋弧焊技术77

二、埋弧焊的基本焊接技术81

第四章 熔化极气体保护电弧焊84

第一节 熔化极气体保护电弧原理及分类84

一、熔化极气体保护焊原理84

二、熔化极气体保护焊方法分类及其应用84

第二节 熔化极气体保护焊的气体选择85

一、熔化极气体保护焊的气体选择85

二、MIG及MAG焊的冶金特性及焊丝选择86

三、CO2焊接的冶金特性86

四、CO2气体及焊丝88

第三节 惰性及混合气体保护焊90

一、熔化极惰性气体保护焊90

二、熔化极混合气体保护焊93

三、熔化极气体保护焊设备94

一、CO2焊接方法特点及其应用95

第四节 CO2气体保护焊95

二、CO2焊接工艺技术96

三、CO2焊接的飞溅控制99

第五节 药芯焊丝的电弧焊103

一、药芯焊丝的结构及分类103

二、药芯焊丝电弧焊的技术经济特性104

三、药芯焊丝电弧焊的电弧形态与熔滴过渡105

第六节 熔化极气体保护焊的特点技术106

一、脉冲电流焊接106

二、窄间隙焊接109

第五章 钨极氩弧焊113

第一节 钨极氩弧焊的原理与特点113

一、钨极氩弧焊方法特征及应用113

二、钨极氩弧焊焊枪113

三、钨极氩弧焊的电极114

一、钨极氩弧焊的电流种类和极性118

第二节 钨极氩弧焊焊机118

二、逆变式钨极氩弧焊设备简介121

第三节 钨极氩弧焊工艺129

一、常规钨极氩弧焊工艺技术129

二、其他钨极氩弧焊工艺130

第六章 等离子弧焊134

第一节 等离子弧焊特性及其发生器134

一、等离子弧的形成134

二、等离子弧的分类134

三、等离子弧特性135

四、等离子弧发生器136

五、双弧现象及其防止139

第二节 等离子弧焊接与切割140

一、等离子弧焊接工艺及其参数选择140

二、等离子弧切割（PAC）143

第三节 等离子弧焊堆145

一、等离子弧堆焊145

二、等离子弧喷涂146

第七章 电阻沓149

第一节 电阻焊的基本原理149

一、电阻焊过程及特点149

二、电阻焊热源及热过程150

三、焊接电流的种类及运用范围155

四、金属材料电阻焊的焊接性156

第二节 点焊、缝隙焊、凸焊158

一、点焊158

二、缝焊160

三、凸焊162

一、电阻电焊163

第三节 对焊163

二、闪光对焊164

第四节 电阻焊设备及控制166

一、电阻焊机的分类和主要技术要求166

二、电阻焊机的主电源168

三、电阻焊质量控制172

第八章 新型焊接技术176

第一节 焊缝位置自动控制技术176

一、焊缝位置自动跟踪传感器176

二、焊缝位置自动跟踪控制系统181

三、焊缝位置自动跟踪控制的应用182

第二节 焊接过程计算机控制183

一、轨迹控制183

二、自适应控制185

一、工业机器人的工作原理187

第三节 焊接机器人187

二、焊接机器人188

第四节 先进技术概述192

一、先进制造技术的内涵、构成及其发展192

二、焊接技术的未来197

第二篇 金属材料焊接200

第九章 金属焊接性基础200

第一节 金属焊接性概念200

一、金属焊接性的定义200

二、金属焊接性的影响因素200

三、金属焊接性评定方法202

第二节 钢焊接性依据202

一、碳当量法202

二、冷裂纹敏感指数（Pc）203

一、斜Y形坡口焊接裂纹试验204

第三节 常用焊接裂纹试验方法204

二、横向可变拘束热裂纹试验206

三、层状撕裂试验206

第十章 合金结构钢及铸铁的焊接208

第一节合金结构钢的焊接208

一、合金结构钢的分类208

二、合金结构钢焊接性208

第二节 铸铁的焊接218

一、铸铁的种类及性能218

二、铸铁焊接性分析220

三、铸铁焊接方法简介224

第十一章 耐热钢、不锈钢的焊接226

第一节 耐热钢、不锈钢概述226

一、耐热钢分类及特性226

二、不锈钢分类及特性227

三、不锈钢、耐热钢的物理性能229

第二节 光体耐热钢的焊接230

一、珠光体耐热钢的分类230

二、珠光体耐热钢的焊接性230

三、珠光耐热钢的焊接工艺232

第三节 铁素钢的焊接234

一、铁素体钢的焊接234

二、马氏体钢的焊接236

第四节 奥氏体钢的焊接239

一、奥氏体钢的分类和特性239

二、奥氏体钢的焊接性240

三、奥氏体钢的焊接工艺245

第十二章 有色金属的焊接247

第一节 铝及铝合金的焊接247

一、铝及铝合金的分类247

二、铝及铝合金的性能248

三、铝及铝合金的焊接性249

四、铝及铝合金的焊接工艺特点251

第二节 铜及铜合金的焊接253

一、铜及铜合金的分类和特性253

二、铜及铜合金的焊接性254

三、铜及铜合金的焊接工艺256

第三节 钛及钛合金的焊接257

一、钛及钛合金的分类和特性257

二、钛及钛合金的焊接性258

三、钛及钛合金的焊接工艺263

第三篇 焊接结构266

第十三章 焊接应力与变形266

第一节 焊接应力与变形的形成266

一、内应力与内部变形的基本概念266

二、热循环中的应力与变形的演变过程268

三、焊接过程中应力和变形的形成270

第二节 焊接应力275

一、焊接残余应力的分布275

二、焊接残余应力对焊接结构性能的影响278

三、焊接残余应力的控制和消除措施281

四、焊接残余应力的测定284

第三节 焊接变形286

一、焊接残余变形的基本形式286

二、焊接残余应力对焊接结构性能的影响287

三、焊接残余变形的控制与矫正290

一、焊接接头的概念及特点295

二、焊缝及焊接接头的基本形式295

第一节 焊接接头的持点及形式295

第十四章 焊接接头强度及计算295

第二节 焊接接头的工作应力分布297

一、焊接接头工作应力分布特点297

二、电弧焊焊接接头的工作应力分布298

第三节 焊接接头强度计处基础300

一、焊接接头的组配300

二、焊接接头强度计算的基本假设301

三、强度计算的基本方法301

四、焊接接头的静载强度计算303

第十五章 焊接结构的脆性断裂308

第一节 金属材料或结构的断裂及其影响因素308

一、断裂分类308

二、影响金属材料断裂的主要因素309

第二节 金属材料和焊接结构断裂的评定方法314

一、临界转变温度和断裂判据314

三、防止结构脆断的试验研究方法315

二、防止裂纹发生和阻止裂纹扩展的原则315

第三节 焊接结构的特点及其对断裂的影响321

一、焊接结构的特点321

二、焊接结构制造工艺的影响322

第四节 防焊接结构断裂的措施327

一、正确地选用材料327

二、采用合理的结构设计329

三、精心制造，严格执行制造工艺和质量要求331

四、有断裂力学方法评定结构的安全性332

第十六章 焊接接头和焊接结构的疲劳强度333

第一节 疲劳断裂的基本概念333

一、疲劳断裂333

二、疲劳破坏的断口特征333

一、疲劳裂纹萌生机理334

第二节 疲劳破坏机理334

二、疲劳裂纹扩展机理335

三、瞬断阶段337

第三节 疲劳断裂力学的基本概念338

一、裂纹的亚临界扩展338

二、疲劳裂纹的扩展特性340

三、疲劳裂纹扩展寿命的估算341

第四节 疲劳强度的常用表示法342

第五节 影响焊接结构疲劳强度的因素344

一、应力集中的影响344

二、残余应力的影响350

第六节 提高焊接接头的疲劳强度的措施353

一、降低应力集中353

二、调整残余应力场354

三、改善材料的力学性能355

参考文献356