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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