金属材料焊接工艺

第一章 绪论

一、焊接成形技术的特点

二、焊接方法及其在现代工业中的应用

第二章 电弧焊

第一节 焊接电弧

一、电弧的形成和组成区域

二、电弧气氛对电弧的影响

三、焊接电弧的静特性

四、焊接电弧力

第二节 电弧焊电源

一、电源的分类

二、各种弧焊电源的特点和应用

三、对弧焊电源的基本要求

第三节 焊条电弧焊

一、概述

二、焊条电弧焊电弧的特性

三、焊条电弧焊基础

四、焊接工艺参数

五、焊条电弧焊常见的缺陷及防止措施

第四节 钨极氩弧焊

一、概述

二、电极材料的选择

三、电流种类和极性的选择

四、钨极氩弧焊工艺

五、脉冲钨极氩弧焊

第五节 熔化极氩弧焊

一、概述

二、熔化极氩弧焊的熔滴过渡

三、混合气体的选择及应用

四、熔化极氩弧焊工艺参数

五、脉冲熔化极氩弧焊

第六节 埋弧焊

一、概述

二、埋弧焊的冶金特点

三、埋弧自动焊工艺

四、焊接工艺参数及焊接技术

五、主要缺陷及其防止

第七节 CO2气体保护电弧焊

一、概述

二、CO2气体保护焊的冶金特点

三、CO2气体保护焊的熔滴过渡形式及规范参数的选择

四、减少C02气体保护焊飞溅的措施

第三章 电阻焊

第一节 电阻焊的加热

一、电阻焊的热源及其特点

二、点焊时的电阻及加热

三、对焊时的电阻及加热

第二节 点焊

一、概述

二、点焊过程分析

三、点焊规范参数及其相互关系

四、点焊时的分流

五、特殊情况的点焊工艺

第三节 电阻对焊和闪光对焊

一、电阻对焊

二、闪光对焊

三、典型零件的对焊

第四节 高频对接缝焊

一、概述

二、高频对接缝焊焊接参数及选择

三、常用金属的高频纵缝焊接

四、高频螺旋缝焊管

第四章 高能密度焊

第一节 激光焊

一、激光焊原理、特点、应用范围及分类

二、激光焊设备

三、激光焊工艺参数

四、常用金属材料的激光焊

第二节 电子束焊

一、概述

二、电子束焊接原理

三、电子束焊接设备

四、电子束焊接工艺

五、电子束焊接的应用

六、安全防护

第三节 等离子弧焊接

一、等离子弧的形成及应用特

二、等离子弧焊接特点

三、等离子弧焊工艺

四、焊接缺陷

五、铝合金穿孔型等离子弧立焊

第五章 其他焊接方法

第一节 扩散焊

一、概述

二、扩散焊原理

三、扩散焊工艺

第二节 摩擦焊

一、摩擦焊原理及特点

二、摩擦焊接过程分析

三、摩擦焊焊接规范

四、影响材料摩擦焊接性的因素

五、摩擦焊接头的缺陷及检测

第三节 钎焊

一、钎焊原理

二、钎焊材料

三、钎焊工艺

第四节 超声波焊接

一、概述

二、焊接设备

三、接头性能及接头设计

四、焊接工艺

第六章 常用金属材料焊接性

第一节 金属材料的焊接性

一、金属焊接性概念

二、焊接性的试验

第二节 合金结构钢的焊接性

一、热轧及正火钢的焊接性

二、调质钢的焊接性

第三节 不锈钢及耐热钢的焊接性

一、焊接接头晶间腐蚀

二、焊接接头的热裂纹及应力腐蚀开裂

三、奥氏体钢焊缝的脆化

四、奥氏体钢的焊接工艺

五、耐热钢的焊接性

第四节 有色金属的焊接性

一、铝及其合金的焊接性

二、钛及钛合金的焊接性

三、铜及铜合金的焊接性

第五节 复合材料的焊接

一、复合钢的焊接

二、铝基复合材料的焊接

参考文献

本书系统阐述了各种电弧焊、电阻焊、高能密度焊及其他常用焊接方法的基本原理、焊接工艺及其规范参数的选择和优化，并介绍了钢和各种有色金属及复合材料的焊接特性、焊接方法、焊接材料的选择。

本书为高等工业学校材料成形与控制工程专业、材料加工工程专业的通用教材，亦可供从事焊接工程领域工作的技术人员参考。

本书主要讲授常用金属材料的焊接性，及如何根据金属材料的焊接性选择焊接方法、焊接材料、预热、后热及其他焊接工艺措施等。全书共分七个单元，包括金属材料焊接性及分析试验方法、非合金钢（碳钢）及其焊接工艺、合金结构钢及其焊接工艺、不锈钢及其焊接工艺、耐热钢及其焊接工艺、铸铁及其焊接工艺和非铁金属材料（有色金属）及其焊接工艺。本教材内容旨在突出高职高专教育特点，理论知识深度适宜、降低难度、注重工程实用性；论述中以实际应用为着眼点，不做纯学术理论的探讨；在编写上考虑了教学规律与教学实践方面的要求，编写模式新颖，将需要掌握的知识点进行分解，按单元、综合知识模块、能力知识点作为层次安排编写，每单元首安排有“学习目标”，单元末安排有 “综合训练”，“综合训练”兼顾了焊工考证的考点内容，以满足“双证制”教学需要。为便于教学，本书配备了电子教案和部分习题答案。本书可作为高职、高专、各类成人教育焊接专业教材或培训用书，也可供有关技术人员参考。

第2版前言

第1版前言

绪论 1

第一单元金属材料焊接性及其试验方法 4

模块一金属材料的焊接性 4

一、金属材料焊接性的概念 4

二、金属材料焊接性的影响因素 5

模块二金属材料焊接性的评定内容与试验方法 7

一、金属材料焊接性的评定内容 7

二、金属材料焊接性试验方法的种类 8

模块三金属材料焊接性的评定与试验 9

一、金属材料焊接性的分析与评定方法 9

二、金属材料焊接性试验方法 11

【综合训练】 17

第二单元非合金钢（碳钢）及其焊接工艺 19

模块一钢材分类与非合金钢 19

一、钢材分类 19

二、非合金钢 20

模块二低碳钢的焊接 20

一、低碳钢的成分特点与焊接性 20

二、低碳钢的焊接工艺要点 21

三、低碳钢焊接生产案例 22

模块三中碳钢的焊接 一25

一、中碳钢的成分特点与焊接性 25

二、中碳钢的焊接工艺要点 25

三、中碳钢焊接生产案例 26

模块四高碳钢的焊接 一27

一、高碳钢的成分特点与焊接性 27

二、高碳钢的焊接工艺要点 一27

三、高碳钢焊接生产案例 "28

【综合训练】 29

第三单元低合金钢及其焊接工艺 31

模块一低合金钢概述 31

一、低合金钢中的合金元素 31

二、低合金钢的分类 32

三、低合金高强度钢的性能及应用 33

模块二热轧及正火钢的焊接 33

一、热轧及正火钢的成分和性能． 33

二、热轧及正火钢的焊接性 35

三、热轧及正火钢的焊接工艺要点 37

四、热轧及正火钢焊接生产案例-Q345R热轧钢制液化石油气球罐的焊接 40

模块三低碳调质钢的焊接 41

一、低碳调质钢的成分和性能 41

二、低碳调质钢的焊接性 43

三、低碳调质钢的焊接工艺要点． 44

四、低碳调质钢焊接生产案例-15 MnMoVN球形高压容器的环缝焊接 47

模块四中碳调质钢的焊接 48

一、中碳调质钢的成分和性能 48

二、中碳调质钢的焊接性 50

三、中碳调质钢的焊接工艺要点． 52

四、中碳调质钢焊接生产案例-42CrMo水轮机法兰轴的焊接 55

模块五低温钢的焊接 56

一、低温钢的分类、成分和性能． 57

二、低温钢的焊接性 59

三、低温钢的焊接工艺要点 60

四、低温钢焊接生产案例-16MnDR储气罐的焊接 61

【综合训练】 62

第四单元不锈钢及其焊接工艺 65

模块一不锈钢的类型和性能 65

一、不锈钢的类型及成分 65

二、不锈钢的性能 70

模块二奥氏体型不锈钢的焊接 73

一、奥氏体型不锈钢的焊接性 73

二、奥氏体型不锈钢的焊接工艺要点 78

三、奥氏体型不锈钢焊接生产案例-18 -8型不锈钢的焊接 82

模块三铁素体型不锈钢的焊接 85

一、铁素体型不锈钢的焊接性 85

二、铁素体型不锈钢的焊接工艺要点 87

三、铁素体型不锈钢焊接生产案例 87

模块四马氏体型不锈钢的焊接 90

一、马氏体型不锈钢的焊接性 90

二、马氏体型不锈钢的焊接工艺要点 91

三、马氏体型不锈钢焊接生产案例 93

【综合训练】 94

第五单元耐热钢及其焊接工艺 96

模块一耐热钢的类型和性能 96

一、耐热钢的类型 96

二、耐热钢的性能 97

三、对耐热钢焊接接头性能的基本要求 97

模块二低、中合金耐热钢的焊接． 98

一、低合金耐热钢的成分与性能特点 98

二、低合金耐热钢的焊接性 99

三、低、中合金耐热钢的焊接工艺要点 101

四、耐热钢焊接生产案例 104

模块三高合金耐热钢的焊接 106

一、高合金耐热钢的焊接性 106

二、高合金耐热钢的焊接工艺要点 108

三、高合金耐热钢焊接生产案例 112

模块四珠光体钢与奥氏体型不锈钢的焊接 113

一、珠光体钢与奥氏体型不锈钢的焊接性 113

二、珠光体钢与奥氏体型不锈钢的焊接工艺要点 115

三、复合钢板的焊接特点 116

四、复合钢板焊接生产案例 119

【综合训练】 122

第六单元铸铁及其焊接工艺124

模块一铸铁的类型与性能 124

一、铸铁的种类及成分特点 124

二、铸铁的组织及性能 125

模块二灰铸铁的焊接 127

一、灰铸铁的焊接性 127

二、灰铸铁的焊接工艺要点 131

模块三球墨铸铁的焊接 140

一、球墨铸铁的焊接性 140

二、球墨铸铁的焊接工艺要点 140

【综合训练】 143

第七单元非铁金属材料及其焊接工艺145

模块一铝及铝合金的焊接 145

一、铝及铝合金的类型及性能特点 145

二、铝及铝合金的焊接性 154

四、铝及铝合金焊接生产案例-4m3纯铝容器的焊接 161

模块二铜及铜合金的焊接 162

一、铜及铜合金的类型与性能特点 162

二、铜及铜合金的焊接性 164

三、铜及铜合金的焊接工艺要点 166

四、铜及铜合金焊接生产案例--变压器调整机构铸铜件机头焊补 172

模块三钛及钛合金的焊接 173

一、钛及钛合金的类型与性能特点 173

二、钛及钛合金的焊接性 175

三、钛及钛合金的焊接工艺要点 176

四、钛及钛合金焊接生产案例-35mm钛制加热器的焊接 180

【综合训练】 181

附录A非合金钢及细晶粒钢焊条（摘自GB/T 5117-2012） 183

附录B不锈钢焊条（摘自GB/T 983-2012） 188

附录C热强钢焊条（摘自GB/T 5118-2012） 195

参考文献 20l 2100433B

焊接工艺是保证焊接质量的重要措施，它能确认为各种焊接接头编制的焊接工艺指导书的正确性和合理性。通过焊接工艺评定，检验按拟订的焊接工艺指导书焊制的焊接接头的使用性能是否符合设计要求，并为正式制定焊接工艺指导书或焊接工艺卡提供可靠的依据。