高效焊接方法

《高效焊接方法》主要介绍了常用高效化电弧焊技术的原理、特点及应用，包括高效非熔化极焊接技术（如A:TIG、热丝TIG、VPPAW、KTIG等）、高效熔化极焊接技术（CMT、Tandem、TIME、AC:MIG、STT、MIG钎焊等）、高效埋弧焊技术（多丝、粉末、带极等）、窄问隙焊接（TIG、GMA和SAW）、复合热源（激光:电弧、PAW:MIG、双面双弧等）焊、电渣焊、气电立焊和FSW。

前言

第1章高效非熔化极气体保护焊1

1.1A-TIG焊技术1

1.1.1A-TIG焊概述1

1.1.2A-TIG焊的优点2

1.1.3A-TIG焊的研究与应用3

1.1.4A-TIG焊的使用方法13

1.1.5A-TIG焊的熔深增加机理13

1.2热丝TIG焊16

1.2.1热丝TIG焊的原理及优点16

1.2.2焊丝加热方法19

1.2.3热丝TIG焊应用示例20

1.3TOPTIG焊21

1.3.1TOPTIG焊的原理及特点21

1.3.2TOPTIG焊的熔滴过渡形式23

1.3.3TOPTIG焊的设备组成26

1.3.4TOPTIG焊的主要参数26

1.3.5TOPTIG焊的工业应用28

1.4变极性等离子弧焊30

1.4.1原理与发展30

1.4.2VPPA小孔焊的优点31

1.4.3VPPAW的成形规律33

1.4.4VPPA的双填丝焊接工艺36

1.4.5铝合金中厚板的VPPAW工艺38

1.4.6VPPA焊在GIS铝合金壳体

焊接中的应用39

1.5尾孔TIG焊技术41

1.5.1K-TIG焊的基本原理41

1.5.2K-TIG焊的焊接设备41

1.5.3K-TIG焊的特点42

1.5.4K-TIG焊应用实例42

1.6磁力旋转电弧焊44

参考文献45

第2章高效化熔化极气

体保护焊方法482.1双丝GMA焊48

2.1.1双丝GMA焊的分类48

2.1.2Tandem双丝焊的技术原理

和设备50

2.1.3Tandem双丝焊的特点52

2.1.4Tandem双丝焊的应用53

2.2T.I.M.E.焊54

2.2.1T.I.M.E.焊的基本原理54

2.2.2T.I.M.E.焊的特征、优点

和不足55

2.2.3T.I.M.E.焊的应用56

2.2.4其他类似的焊接方法57

2.3带极GMA焊58

2.3.1带极GMA焊的原理和特点58

2.3.2焊材及设备59

2.3.3带极GMA焊的电弧形态及

影响因素60

2.3.4带极GMA焊的熔滴过渡61

2.3.5带极GMA焊的应用63

2.4表面张力过渡技术64

2.4.1STT的原理64

2.4.2STT的设备66

2.4.3STT的优点及限制66

2.4.4STT的实际应用68

2.5药芯焊丝电弧焊69

2.5.1药芯焊丝电弧焊的分类和特点69

2.5.2药芯焊丝的种类71

2.5.3药芯焊丝的“滞熔”现象72

2.5.4药芯焊丝的焊接条件72

2.6MIG钎焊73

2.6.1MIG钎焊技术的提出73

2.6.2MIG钎焊的原理和特点74

2.6.3MIG钎焊设备75

2.6.4MIG钎焊材料75

2.6.5MIG钎焊工艺和冶金过程75

2.7冷金属过渡焊接76

2.7.1CMT焊接简介及其特点76

2.7.2CMT焊接设备78

2.7.3CMT和脉冲混合过渡技术79

2.8交流MIG焊79

2.8.1交流MIG焊的原理80

2.8.2交流MIG焊的优点80

2.8.3交流MIG焊的应用81

2.9ColdArc和ForceArc技术82

2.9.1ColdArc技术83

2.9.2ForceArc技术84

2.10双脉冲MIG焊86

参考文献88

第3章高效埋弧焊方法90

3.1埋弧焊概述90

3.1.1埋弧焊的焊缝形成过程90

3.1.2埋弧焊的特点91

3.1.3埋弧焊的分类92

3.2双丝埋弧焊92

3.2.1双丝埋弧焊的种类与特点92

3.2.2双丝埋弧焊的焊接工艺95

3.2.3双丝埋弧焊的应用举例98

3.3多丝埋弧焊99

3.3.1多丝埋弧焊的定义与特点99

3.3.2多丝埋弧焊的焊接参数100

3.3.3多丝埋弧焊的应用举例101

3.4带极埋弧堆焊103

3.4.1带极埋弧堆焊的原理与特点103

3.4.2带极埋弧堆焊的焊接参数105

3.4.3带极埋弧堆焊的应用举例105

3.5粉末埋弧焊108

3.5.1粉末埋弧焊的定义与特点108

3.5.2粉末埋弧焊的焊接工艺109

3.5.3粉末埋弧焊的应用举例110

参考文献111

第4章窄间隙焊接技术113

4.1窄间隙焊接的原理及特点113

4.1.1窄间隙焊接概述113

4.1.2窄间隙焊接的特征及分类114

4.1.3窄间隙焊接的优点及不足115

4.2窄间隙TIG（NG-TIG）焊116

4.2.1HST窄间隙热丝TIG焊116

4.2.2传统窄间隙热丝TIG焊118

4.2.3MC-TIL法窄间隙热丝TIG焊120

4.2.4窄间隙TIG焊的应用——压水

堆核电站主回路管道的焊接121

4.3窄间隙GMAW（NG-GMAW）125

4.3.1NG-GMAW的发展126

4.3.2NG-GMAW的分类126

4.3.3NG-GMAW焊接参数的影响131

4.3.4BHK窄间隙焊接方法134

4.3.5高速旋转电弧窄间隙焊接方法136

4.3.6国内的研究情况140

4.4窄间隙埋弧焊（NG-SAW）143

4.4.1概述143

4.4.2精密控制双丝窄间隙埋弧焊145

4.4.3SUBNAP窄间隙埋弧焊方法149

4.4.4KNS窄间隙埋弧焊方法151

4.4.5大厚度NG-SAW设备152

4.5摆动电弧焊接155

4.5.1摆动电弧焊接的作用155

4.5.2摆动电弧焊接的分类156

参考文献158

第5章复合及多热源焊接160

5.1激光-电弧复合焊160

5.1.1激光-电弧复合焊的特点及

激光与电弧的相互作用160

5.1.2激光与电弧的复合方式162

5.1.3激光-电弧复合焊的应用167

5.2双钨极TIG焊173

5.2.1双钨极TIG焊的原理及特点173

5.2.2双钨极TIG焊耦合电弧的

物理特性174

5.2.3双钨极TIG焊的工艺特点

及应用177

5.3双面双弧焊177

5.3.1双面双弧焊的特点及分类177

5.3.2双面双弧焊的应用179

5.4等离子弧-MIG同轴复合焊184

5.4.1等离子弧-MIG焊的原理及特点184

5.4.2等离子弧-MIG焊枪的设计185

5.4.3等离子弧-MIG焊的物理特性186

5.4.4等离子弧-MIG焊的应用189

5.5等离子弧-MIG/MAG旁轴

复合焊190

5.5.1Super-MIG焊的基本原理和设备190

5.5.2Super-MIG/MAG焊的特点192

5.5.3Super-MIG焊的应用193

5.6超声波-TIG复合焊接195

参考文献199

第6章搅拌摩擦焊及搅拌

摩擦点焊2016.1FSW的原理及特点201

6.1.1FSW简介201

6.1.2FSW的特点202

6.1.3FSW的原理203

6.2FSW的焊接参数208

6.2.1旋转速度209

6.2.2焊接速度209

6.2.3焊接压力211

6.2.4搅拌头倾角211

6.2.5搅拌头扎入速度和保持时间211

6.2.6搅拌头形状与尺寸212

6.3搅拌头的设计213

6.3.1搅拌头的材料选择214

6.3.2搅拌头的形状设计215

6.3.3搅拌头的结构设计216

6.3.4搅拌头的发展趋势218

6.4FSW的应用219

6.4.1FSW在制造工业中的应用219

6.4.2FSW在材料制备及改性方

面的应用226

6.5搅拌摩擦点焊229

6.5.1搅拌摩擦点焊的原理及特点230

6.5.2搅拌摩擦点焊的焊接参数230

6.5.3搅拌摩擦点焊的研究现状231

6.5.4搅拌摩擦点焊的应用233

6.6FSW接头的缺陷及其

检测与修补234

6.6.1FSW接头缺陷234

6.6.2FSW接头缺陷的检测236

6.6.3FSW接头缺陷的修补技术240

6.7典型材料的FSW244

6.7.1铝合金的FSW244

6.7.2镁合金的FSW246

6.7.3钛合金的FSW248

6.7.4钢材的FSW249

6.7.5异种材料的FSW251

参考文献252

第7章电渣焊和气电立焊255

7.1电渣焊255

7.1.1电渣焊的方法、原理和分类255

7.1.2电渣焊过程的冶金因素258

7.1.3电渣焊设备259

7.1.4电渣焊材料261

7.1.5电渣焊的焊接参数264

7.1.6电渣焊的焊接工艺过程268

7.1.7电渣焊的焊缝质量272

7.1.8电渣焊的应用273

7.1.9其他电渣焊方法274

7.2气电立焊275

7.2.1气电立焊的基本原理275

7.2.2气电立焊设备276

7.2.3气电立焊的材料278

7.2.4气电立焊的一般用途278

7.2.5气电立焊的焊接工艺278

7.2.6气电立焊的焊接参数279

7.2.7气电立焊的焊缝质量280

参考文献2812100433B

本书从焊接方法、焊接设备、焊接材料和焊接工艺等几方面，系统、全面地讲述了现代焊接工程中应用广的高效焊接方法——高效埋弧焊和高效熔化极气体保护焊，并通过国工程应用实例，提供了可参考的翔实资料。此外，还详细介绍了一种新型高效焊接方法——激光-GMAW复合高效焊接的工作原理、各种金属材料的焊接工艺及应用实例。

目录

现代高效焊接方法及其应用目录前言

第1章高效埋弧焊技术及其应用1

1.1概述1

1.2高效埋弧焊工艺方法3

1.2.1双丝埋弧焊接法3

1.2.2多丝埋弧焊接法7

1.2.3热丝埋弧焊接法9

1.2.4添加冷丝埋弧焊接法9

1.2.5添加金属粉末埋弧焊接法11

1.2.6药芯焊丝埋弧焊接法12

1.2.7单面焊双面成形埋弧焊接法14

1.2.8窄间隙埋弧焊接法15

1.2.9带极埋弧焊接法19

1.3高效埋弧焊设备及工艺装备24

1.3.1高效埋弧焊焊接电源25

1.3.2高效埋弧焊焊接机头及焊接小车38

1.3.3高效埋弧焊设备自动控制系统55

1.3.4高效埋弧焊工艺装备92

1.4高效埋弧焊焊接材料116

1.4.1埋弧焊用药芯焊丝和金属粉芯焊丝116

1.4.2高速、高效埋弧焊焊剂122

1.4.3埋弧焊用带极125

1.5高效埋弧焊应用实例132

1.5.1厚壁构件对接双丝并联埋弧焊132

1.5.2船体钢板拼接双丝串列埋弧焊134

1.5.3厚钢板拼接单面焊双面成形三丝串列埋弧焊136

1.5.4风塔筒体纵、环缝双/双丝串列埋弧焊138

1.5.5双相不锈钢添加冷丝埋弧焊140

1.5.6海洋工程结构件药芯焊丝埋弧焊142

1.5.7海洋工程钢结构添加金属粉末埋弧焊144

1.5.8厚壁高压锅炉部件环缝窄间隙埋弧焊145

第2章高效熔化极气体保护焊及其应用149

2.1概述149

2.2提高GMAW效率的工艺方法149

2.2.1加大焊丝伸出长度提高熔敷速度150

2.2.2提高电弧热功率增加熔敷速度150

2.2.3优化焊丝/保护气体组合提高熔敷速度152

2.2.4高效T.I.M.E焊接法153

2.2.5带极GMAW155

2.2.6多丝GMAW156

2.3双丝并联高效GMAW157

2.3.1双丝并联GMAW工作原理157

2.3.2双丝并联GMAW的优点159

2.3.3双丝并联GMAW焊接设备的构成161

2.3.4双丝并联GMAW法的工业性应用163

2.4双丝串列GMAW163

2.4.1双丝串列GMAW工艺164

2.4.2Tandem高效GMAW的发展过程和工作原理166

2.4.3Tandem GMAW的工作模式174

2.4.4Tandem GMAW的优点176

2.5Tandem GMAW设备176

2.5.1Tandem GMAW焊接设备的构成177

2.5.2Tandem GMAW焊接电源178

2.5.3Tandem GMAW送丝机200

2.5.4Tandem GMAW焊枪203

2.5.5清枪机205

2.6高效GMAW焊接工艺206

2.6.1高效T.I.M.E　GMAW的焊接参数208

2.6.2双丝并联GMAW的焊接参数209

2.6.3Tandem GMAW的焊接参数209

2.7典型生产应用实例213

2.7.1大型挖掘机转盘环缝的高效GMAW213

2.7.2船体平面构架角接缝的Tandem GMAW213

2.7.3机车车箱铝合金外壳纵缝Tandem GMAW213

2.7.4汽车后桥箱接缝的Tandem GMAW214

2.7.5大直径输油管线环缝全位置Tandem GMAW215

2.7.6大型不锈钢容器外壁冷却水套的Tandem GMAW215

2.7.7履带式吊车吊臂的Tandem GMAW216

2.7.8煤矿刮板输送机中部槽纵缝Tandem GMAW217

2.7.9大型铝合金箱体Tandem GMAW218

2.7.10铝合金车箱侧壁拼板接缝Tandem GMAW工艺218

2.7.11制管生产线板材拼接Tandem GMAW工艺220

2.8双丝旁路(Bypass)气电立焊221

2.8.1双丝旁路气电立焊工作原理221

2.8.2双丝旁路气电立焊发展现状222

2.8.3双丝旁路气电立焊设备222

2.8.4双丝旁路气电立焊焊接工艺223

2.8.5双丝旁路气电立焊用焊接材料224

2.8.6双丝旁路气电立焊典型应用实例224

第3章激光电弧复合高效焊接技术及其应用226

3.1概述226

3.2激光电弧复合热源焊接技术的分类228

3.2.1激光GTAW电弧复合焊接229

3.2.2激光GMAW电弧复合焊接230

3.2.3激光等离子弧复合焊接231

3.2.4激光双电弧复合焊接232

3.2.5激光埋弧复合焊接232

3.3激光电弧复合焊接工艺233

3.3.1碳钢的激光电弧复合焊工艺233

3.3.2不锈钢的激光电弧复合焊工艺235

3.3.3铝合金的激光电弧复合焊工艺236

3.3.4钛合金的激光电弧复合焊工艺238

3.3.5镁合金及镁合金与异质材料的激光电弧复合焊工艺239

3.3.6激光电弧复合热源焊接数值模拟240

3.4激光与电弧相互作用与机制245

3.4.1电弧提高激光能量的利用率245

3.4.2激光吸引、压缩电弧245

3.4.3等离子体吸收、屏蔽激光246

3.4.4等离子体密度的稀释247

3.5激光电弧复合焊接技术在工业中的应用247

3.5.1在汽车制造业中的应用249

3.5.2在船舶制造业中的应用249

3.5.3在管道及压力容器制造业中的应用250

3.5.4在飞机和车辆制造业中的应用251

3.5.5在轻型钢结构制造业中的应用251

参考文献2532100433B