焊接手册 第1卷 焊接方法及设备 第3版【2025|PDF下载-Epub版本|mobi电子书|kindle百度云盘下载】

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第1章　焊接方法概述1

1.1　焊接方法分类1

1.2　焊接方法介绍5

1.3　焊接方法的选择9

1.4　焊接技术的新发展14

参考文献15

第1篇　电弧焊19

第2章　弧焊电源19

2.1 焊接电弧19

2.1.1　焊接电弧的基本电特性19

2.1.2　焊接电弧的动特性22

2.1.3　焊接电弧分类23

2.2　弧焊电源基础知识23

2.2.1　基本特性与要求23

2.2.2　弧焊电源的伏安特性24

2.2.3　弧焊电源的动特性26

2.2.4　负载持续率27

2.2.5 弧焊电源的调节特性和额定电流27

2.2.6　弧焊电源的空载电压27

2.3　弧焊电源的分类27

2.4　弧焊变压器28

2.5　晶闸管整流式弧焊电源31

2.5.1 晶闸管的基本工作原理31

2.5.2　晶闸管整流式直流弧焊电源的基本工作原理32

2.5.3　交直流两用方波弧焊电源33

2.6　逆变式弧焊电源36

2.6.1　直流逆变电源基本原理37

2.6.2　直流脉冲电源40

2.6.3　二次逆变交流方波电源41

2.7　数字化焊接电源与焊机42

2.7.1　数字化焊接电源42

2.7.2　数字化焊机与数字化电源的关系42

2.8　弧焊电源的安全使用与认证43

2.8.1　安全使用43

2.8.2　产品的认证44

参考文献47

第3章　焊条电弧焊48

3.1 焊接电弧49

3.1.1　电弧的静特性49

3.1.2　电弧的温度分布49

3.1.3　电弧偏吹49

3.1.4　熔滴和熔池的作用力50

3.2　焊接设备51

3.2.1　基本焊接电路51

3.2.2　弧焊电源51

3.2.3　常用工具和辅具52

3.3　焊条55

3.3.1　焊条的组成及其作用55

3.3.2　焊条分类、型号和牌号57

3.3.3　焊条的选用原则59

3.3.4　常用钢材的焊条选用59

3.3.5　焊条的管理和使用60

3.3.6　焊条消耗量计算62

3.4　接头设计64

3.4.1　接头形式64

3.4.2　焊接位置64

3.4.3　坡口形式64

3.4.4　焊缝衬垫65

3.5　焊接参数66

3.5.1　焊条直径66

3.5.2　焊接电流66

3.5.3　电弧电压67

3.5.4　焊接速度67

3.5.5　焊缝层数67

3.5.6　热输入68

3.5.7　预热温度68

3.5.8　后热与焊后热处理68

3.6　焊接操作技术68

3.6.1　基本操作技术68

3.6.2　单面焊双面成形操作技术72

3.6.3　管道立向下焊接技术73

3.7　焊条电弧焊的特殊方法74

3.7.1　重力焊74

3.7.2　躺焊76

3.8 常见的焊条电弧焊缺陷及防止措施76

3.8.1　焊缝形状缺陷及防止措施76

3.8.2　气孔、夹杂和夹渣及防止措施77

3.8.3　裂纹产生的原因及防止措施78

3.9　安全与防护技术79

3.9.1 防止触电79

3.9.2　防止弧光辐射79

3.9.3 防止火灾79

3.9.4　防止爆炸80

3.9.5　防止有毒气体和烟尘中毒80

参考文献80

第4章　埋弧焊81

4.1　埋弧焊原理及特点81

4.1.1　埋弧焊原理和应用81

4.1.2　埋弧焊的特点82

4.1.3　埋弧焊的应用83

4.2　埋弧焊电弧自动调节原理83

4.2.1　埋弧焊对自动调节的要求83

4.2.2　电弧自身调节系统83

4.2.3　电弧电压反馈调节系统86

4.3　埋弧焊设备88

4.3.1　埋弧焊设备分类和结构88

4.3.2　埋弧焊电源88

4.3.3　埋弧焊控制系统91

4.3.4　埋弧焊辅助设备91

4.4　埋弧焊焊接参数及焊接技术96

4.4.1　影响焊缝形状及性能的因素96

4.4.2　自动埋弧焊工艺100

4.4.3　半自动埋弧焊工艺110

4.4.4　埋弧焊接头的基本形式111

4.5　埋弧焊主要缺陷及防止111

4.5.1 气孔111

4.5.2　裂纹111

4.5.3　夹渣113

4.6　埋弧焊材料——焊丝、焊剂及选配113

4.6.1 焊丝113

4.6.2　焊剂116

参考文献122

第5章　钨极惰性气体保护焊123

5.1 钨极惰性气体保护焊的原理、分类及特点123

5.1.1　原理123

5.1.2　分类123

5.1.3　特点123

5.2　钨极惰性气体保护焊的电流种类及极性选择124

5.2.1　直流钨极氩弧焊124

5.2.2　交流钨极氩弧焊125

5.2.3　脉冲氩弧焊128

5.3　钨极氩弧焊设备129

5.3.1 焊接电源130

5.3.2　引弧及稳弧装置132

5.3.3　焊枪134

5.3.4　供气系统和水冷系统136

5.3.5　焊接程序控制装置137

5.3.6　典型TIG焊焊机的技术数据137

5.4　钨极和保护气体138

5.4.1　钨极138

5.4.2　保护气体140

5.5　焊接工艺141

5.5.1　接头及坡口形式141

5.5.2　工件和填充焊丝的焊前清理143

5.5.3　焊接参数的选取143

5.5.4 脉冲氩弧焊的参数选择原则及步骤148

5.5.5　操作技术150

5.5.6　加强气体保护作用的措施151

5.5.7 TIG焊常见缺陷产生的原因及预防措施152

5.6　特种钨极惰性气体保护焊153

5.6.1　TIG点焊153

5.6.2　热丝TIG焊154

5.6.3 双电极TIG焊155

5.6.4　管-管TIG焊155

5.6.5　空心阴极真空电弧焊155

5.6.6 A-TIG焊158

5.7　安全技术160

5.7.1 TIG焊的有害因素160

5.7.2　安全防护措施161

5.8　生产实例161

5.8.1 铝合金包壳核燃料元件端盖密封焊接161

5.8.2　不锈钢薄板自动TIG焊161

5.8.3　啤酒发酵罐制造162

5.8.4　锅炉管道打底焊接164

5.8.5 铝镁合金对接垂直固定焊单面焊双面成形165

参考文献168

第6章　等离子弧焊及切割169

6.1　等离子弧工作原理169

6.1.1　等离子弧的工作形式169

6.1.2　等离子弧的类型170

6.1.3　等离子弧的电流极性170

6.2　等离子弧焊171

6.2.1　基本焊接方法171

6.2.2　等离子弧焊设备174

6.2.3　焊接材料180

6.2.4　焊接工装182

6.2.5　焊接工艺184

6.2.6　焊接缺陷188

6.3　等离子弧切割189

6.3.1　工作原理与切割特点189

6.3.2　切割方法190

6.3.3　切割设备193

6.3.4　环境控制195

6.3.5　切割工艺195

6.3.6　切口质量197

6.4　安全防护技术199

6.4.1　防电击199

6.4.2　防电弧光辐射199

6.4.3　防灰尘与烟气199

6.4.4　防噪声199

6.4.5　防高频199

参考文献199

第7章　熔化极气体保护电弧焊201

7.1　概述201

7.2　基本原理202

7.2.1　焊丝的加热与熔化202

7.2.2　熔滴过渡203

7.3　设备207

7.3.1　焊接电流207

7.3.2　送丝系统209

7.3.3　焊枪及软管211

7.3.4　供气系统与冷却水系统213

7.3.5　控制系统213

7.3.6　自动气体保护焊设备221

7.3.7　设备的选择221

7.4　消耗材料222

7.4.1　焊丝222

7.4.2　保护气体222

7.5　焊接参数229

7.6　熔化极气体保护电弧焊的应用235

7.6.1　焊丝的选择235

7.6.2　保护气体的选择235

7.6.3　焊接参数的设定235

7.6.4　接头设计247

7.6.5　焊接设备选择248

7.7　熔化极气体保护焊的特殊应用248

7.7.1　气电立焊248

7.7.2　熔化极气体保护电弧点焊250

7.7.3　窄间隙焊接251

7.8　焊接缺陷与防止方法252

参考文献254

第8章　药芯焊丝电弧焊255

8.1　概述255

8.1.1　药芯焊丝的发展255

8.1.2　药芯焊丝的分类255

8.1.3　药芯焊丝的特点258

8.2　焊接设备259

8.2.1　焊接电源259

8.2.2　送丝机259

8.2.3　焊枪260

8.2.4　其他260

8.3　焊接参数260

8.3.1　焊接电流、电弧电压260

8.3.2　焊丝伸出长度261

8.3.3　保护气体流量262

8.3.4　焊接速度262

8.4　焊接工艺262

8.4.1 接头准备262

8.4.2　接头的施焊264

8.5　药芯焊丝标准265

8.5.1 中国（GB）标准265

8.5.2　美国（AWS）标准267

8.5.3 日本（JIS）标准268

8.6　焊接质量268

参考文献270

第9章　水下焊接与切割271

9.1　水下焊接的特点与分类271

9.1.1　水下焊接的基本特点271

9.1.2　水下焊接分类273

9.2　湿法水下焊接274

9.2.1　水下焊条电弧焊274

9.2.2　其他湿法水下焊接280

9.2.3　湿法水下焊接的设计280

9.3　高压干法水下焊接283

9.3.1　高压焊接舱283

9.3.2　焊接方法286

9.3.3　高压干法水下焊接工艺288

9.3.4　压力舱焊接模拟器289

9.4　局部干法水下焊接291

9.4.1　水下局部排水半自动CO2焊（LD-CO2焊）291

9.4.2　其他局部干法水下焊接297

9.5 水下焊缝的性能指标及质量检验297

9.5.1　水下焊缝性能指标297

9.5.2　水下焊接常出现的缺陷及其防止措施298

9.5.3　水下焊缝的质量检验301

9.6　水下切割304

9.6.1 水下切割的发展及其分类304

9.6.2　水下电-氧切割306

9.6.3　其他水下切割方法309

9.7　水下焊接与切割安全技术及劳动卫生保护311

9.7.1 水下焊接与切割安全技术基本知识311

9.7.2　湿法水下焊接安全技术313

9.7.3　高压干法水下焊接安全技术313

9.7.4　水下切割安全技术314

9.7.5　水下焊接与切割劳动卫生保护314

9.8　水下焊接工程实例314

9.8.1 平台水下桩的焊接314

9.8.2　装焊牺牲阳极316

9.8.3　补焊采油平台沉箱破洞316

9.8.4　石油钻探平台的疲劳损伤修复316

9.8.5　水下管线的修理318

参考文献319

第10章　螺柱焊接321

10.1　螺柱焊接工艺过程与设备321

10.1.1 电容放电尖端引燃螺柱焊321

10.1.2　拉弧式螺柱焊323

10.2　螺柱焊焊接工艺方法的选择328

10.3　不同材料的螺柱焊焊接性能328

10.3.1　低碳钢329

10.3.2　中、高碳钢329

10.3.3　低合金钢329

10.3.4　热处理结构钢329

10.3.5　不锈钢329

10.3.6　铝合金330

10.3.7　镁合金330

10.3.8　其他材料330

10.4　焊接质量检验330

10.5　焊接专用螺柱336

第11章　碳弧气刨337

11.1　碳弧气刨的原理、特点及应用337

11.1.1　原理337

11.1.2　特点337

11.1.3　应用337

11.2　设备及材料337

11.2.1 电源338

11.2.2　气刨枪338

11.2.3　碳棒338

11.3　碳弧气刨工艺339

11.3.1　工艺参数及其影响339

11.3.2　低碳钢、合金钢及铸件的碳弧气刨339

11.3.3　碳弧气刨的操作340

11.4　常见缺陷及排除措施340

11.5　碳弧气刨的冶金作用341

11.6　自动碳弧气刨341

11.6.1 自动碳弧气刨的优点341

11.6.2　自动碳弧气刨设备341

11.7　碳弧水气刨342

11.7.1　碳弧水气刨设备342

11.7.2　碳弧水气刨工艺参数342

11.7.3　碳弧水气刨对材料组织的影响342

11.7.4　粉尘测定343

11.8　安全技术343

参考文献343

第12章　高效电弧焊焊接方法与技术344

12.1　绪论344

12.1.1　概述344

12.1.2　相关领域的现状和研究进展分析345

12.2　不同气体配比的高效焊接347

12.2.1 不同气体配比的高效焊接分类及特点347

12.2.2　高熔敷率焊接过渡形式349

12.2.3　高效MAG焊焊接材料350

12.3　单丝高速焊接350

12.3.1 高速焊接工艺的实现方式350

12.3.2　单丝高速焊接工艺351

12.3.3　单丝高速焊接工艺的典型工艺规范352

12.4　多丝高速焊接工艺354

12.4.1 简介354

12.4.2　TWIN ARC双丝气体保护焊工艺354

12.4.3　TANDEM双丝气体保护焊工艺355

12.4.4　双丝高速焊接工艺应用356

12.5　A-TIG焊357

12.5.1　A-TIG焊原理及特点357

12.5.2　应用实例358

12.6　带极气体保护焊358

12.6.1 带状电极359

12.6.2　焊枪和电源359

12.6.3　焊接参数和保护气体359

12.6.4　熔滴过渡359

12.6.5　焊接速度360

参考文献360

第2篇　电阻焊365

引言365

第13章　点焊371

13.1 点焊电极371

13.1.1 电极材料371

13.1.2 电极结构373

13.1.3 电极握杆374

13.2　点焊方法和工艺374

13.2.1 点焊方法374

13.2.2　点焊焊接参数选择376

13.2.3　不等厚度和不同材料的点焊376

13.3　点焊的接头设计377

13.4　常用金属的点焊378

13.4.1 电阻焊前的工件清理378

13.4.2　低碳钢的点焊379

13.4.3　淬火钢的点焊380

13.4.4　镀层钢板的点焊381

13.4.5　不锈钢板的点焊383

13.4.6　高温合金的点焊383

13.4.7　铝合金的点焊384

13.4.8　铜和铜合金的点焊386

13.4.9　钛合金的点焊386

13.4.10　铝合金的胶接点焊387

第14章　缝焊388

14.1　缝焊的电极388

14.2　缝焊方法388

14.3　缝焊工艺391

14.3.1 焊接参数对缝焊质量的影响391

14.3.2　缝焊焊接参数的选择392

14.4　缝焊接头的设计392

14.5　常用金属的缝焊392

14.5.1　低碳钢的缝焊392

14.5.2　淬火合金钢的缝焊392

14.5.3　镀层钢板的缝焊392

14.5.4　不锈钢和高温合金的缝焊394

14.5.5　有色金属的缝焊396

第15章 凸焊397

15.1 凸焊电极、模具和夹具397

15.1.1 电极材料397

15.1.2　电极设计397

15.1.3　焊接模具和夹具398

15.2 凸焊的工艺特点和焊接参数398

15.2.1 凸焊的工艺特点398

15.2.2　凸焊的焊接参数398

15.3 凸焊接头和凸点设计399

15.3.1　凸焊接头设计399

15.3.2　凸点设计399

15.4　常用金属的凸焊403

15.4.1　低碳钢的凸焊403

15.4.2　镀层钢板的凸焊404

15.4.3 贴聚氯乙烯塑料面钢板的凸焊404

15.4.4　其他金属材料的凸焊406

第16章　对焊407

16.1 电阻对焊408

16.1.1 电阻对焊的电阻和加热408

16.1.2　电阻对焊的焊接循环、焊接参数和工件准备408

16.2　闪光对焊409

16.2.1 闪光对焊的两个阶段409

16.2.2　闪光对焊的电阻和加热410

16.2.3　闪光对焊的焊接循环、焊接参数和工件准备410

16.2.4　常用金属的闪光对焊413

16.3　典型工件的对焊417

16.3.1　小截面工件的对焊417

16.3.2　杆件对焊417

16.3.3　管子对焊417

16.3.4　薄板对焊418

16.3.5　环形件对焊419

16.3.6　刀具对焊420

16.4　闪光对焊新技术421

16.5　冲击焊421

16.6　电热铆和电热镦锻422

16.6.1 电热铆422

16.6.2　电热镦锻423

参考文献424

第17章　电阻焊设备425

17.1 电阻焊设备分类及主要技术条件425

17.1.1 电阻焊设备的分类和组成425

17.1.2　电阻焊设备的通用技术条件426

17.2 电阻焊设备的主电源及电气性能427

17.2.1　单相工频焊机428

17.2.2　二次整流焊机430

17.2.3　三相低频焊机431

17.2.4　电容储能焊机431

17.2.5　逆变式焊机（变频焊机）432

17.3　点焊机和凸焊机433

17.3.1 圆弧运动式点焊机433

17.3.2　垂直运动式点（凸）焊机434

17.3.3　移动式焊机435

17.3.4　多点焊机435

17.3.5　典型点焊机和凸焊机的主要技术参数及选用原则436

17.4　缝焊机437

17.4.1　横向缝焊机437

17.4.2　纵向缝焊机438

17.4.3　通用缝焊机438

17.4.4　典型缝焊机的主要技术参数和选用原则438

17.5　闪光对焊机和电阻对焊机439

17.5.1　闪光对焊机439

17.5.2　电阻对焊机440

17.5.3　典型对焊机的主要技术参数和选用原则440

17.6　电阻焊机的电极441

17.6.1 电极材料442

17.6.2　电极结构443

17.7　电阻焊机的控制装置444

17.7.1 主电力开关及触发器445

17.7.2　程序转换定时器445

17.7.3　热量控制器446

17.7.4　故障显示和自诊断等其他功能447

17.7.5 电阻焊机的群控及网络化控制447

17.7.6　典型控制设备的主要技术参数447

17.8　电阻焊机的安装、调试、保养和安全使用449

17.8.1 电阻焊机的安装449

17.8.2　电阻焊机的调试451

17.8.3　电阻焊机的维护保养451

17.8.4　常见故障和排除452

17.8.5 电阻焊的安全使用452

参考文献453

第18章　电阻焊质量检验及监控454

18.1　电阻焊质量检验454

18.1.1 概述454

18.1.2 电阻焊的检验方法与检验内容454

18.1.3　电阻焊的工件尺寸要求454

18.1.4　电阻焊的接头缺陷457

18.1.5　电阻焊的接头强度460

18.1.6　电阻焊机稳定性鉴定463

18.2　电阻焊质量监控技术464

18.2.1　概述464

18.2.2　恒电流监控464

18.2.3　动态电阻监控466

18.2.4　能量监控467

18.2.5　其他质量监控技术469

18.2.6　点焊质量监控新技术471

18.2.7　闪光对焊质量监控技术471

参考文献473

第3篇　高能束焊477

引言477

第19章　电子束焊482

19.1 概述482

19.2 电子束焊的工作原理和分类483

19.2.1 电子束焊的工作原理483

19.2.2　电子束焊的分类483

19.3　电子束焊的设备和装置485

19.3.1 电子枪485

19.3.2　供电电源487

19.3.3　真空系统489

19.3.4　真空室491

19.3.5　运动系统491

19.3.6　电气控制系统492

19.3.7　辅助系统492

19.3.8 电子束焊接装置的几种形式494

19.4 电子束焊的接头设计和焊接工艺495

19.4.1　焊接接头设计495

19.4.2　辅助工序497

19.4.3　焊接工艺497

19.4.4　焊接参数的选择499

19.5　几种材料的电子束焊500

19.5.1 钢500

19.5.2　铝和铝合金501

19.5.3　钛和钛合金501

19.5.4　铜和铜合金502

19.5.5　镁合金502

19.5.6　难熔金属502

19.5.7　金属间化合物502

19.5.8　异种金属502

19.6　应用503

19.7　安全防护505

参考文献506

第20章　激光焊与切割507

20.1　激光产生的基本原理507

20.1.1　能级与辐射跃迁507

20.1.2 自发辐射、受激辐射和受激吸收507

20.1.3　泵浦与粒子数反转508

20.1.4　激光的形成过程508

20.1.5　激光的纵模与横模508

20.1.6　激光的特点509

20.2　激光焊设备510

20.2.1　激光焊设备的组成510

20.2.2　CO2气体激光器510

20.2.3　YAG固体激光器512

20.2.4　其他激光器513

20.2.5　焊接（含切割）用激光器的特点514

20.3　激光焊原理及分类514

20.3.1　激光焊分类514

20.3.2　激光焊原理515

20.3.3　激光焊焊接过程中的几种效应516

20.3.4　激光焊等离子体负面效应的抑制517

20.4　激光深熔焊517

20.4.1 激光深熔焊焊接设备的选择517

20.4.2　深熔焊的接头设计517

20.4.3　焊接参数及其对熔深的影响518

20.4.4　金属材料的激光焊521

20.4.5　非金属材料的激光焊523

20.4.6　激光焊复合技术523

20.5　激光热传导焊525

20.5.1　传导焊的接头设计526

20.5.2　焊接参数的选择526

20.5.3　激光钎焊528

20.6　激光焊应用实例530

20.7　激光切割531

20.7.1　激光切割的特点531

20.7.2　激光切割的机理及分类531

20.7.3　激光切割设备532

20.7.4　影响切割质量的因素532

20.7.5　脉冲激光切割537

20.8　激光焊接与切割的安全防护539

20.8.1　激光辐射的危害539

20.8.2　激光危害的工程控制539

20.8.3　激光危害的个人防护540

参考文献540

第4篇 钎焊545

第21章　钎焊方法及工艺545

21.1　钎焊基本原理及特点545

21.2　液态钎料对母材的润湿与铺展545

21.2.1 液态钎料对母材的润湿作用545

21.2.2　液态钎料在母材表面的铺展546

21.2.3　液态钎料与母材的反应润湿546

21.2.4　影响钎料润湿与铺展的因素548

21.3　液态钎料的填缝过程550

21.3.1　液态钎料的毛细流动550

21.3.2　液态钎料的实际填缝过程551

21.4　钎焊接头的形成552

21.4.1　钎焊接头的结构552

21.4.2　不同类型钎焊接头的形成552

21.4.3　影响钎焊接头形成的因素553

21.5　钎焊方法554

21.5.1　炉中钎焊554

21.5.2　火焰钎焊558

21.5.3　浸沾钎焊559

21.5.4 电阻钎焊560

21.5.5　感应钎焊561

21.5.6　其他钎焊方法561

21.5.7　各种钎焊方法的比较564

21.6　钎焊工艺565

21.6.1　钎焊工艺步骤565

21.6.2 工件表面准备565

21.6.3　装配和固定567

21.6.4　钎料的放置567

21.6.5　涂阻流剂568

21.6.6　钎焊的焊接参数569

21.6.7　钎焊后清洗569

21.6.8　工件的升温速度和冷却速度569

21.6.9　钎焊接头的保温处理和结构的均匀化570

21.6.10　熔析与溶蚀570

21.7　钎焊接头设计570

21.7.1　钎焊接头的基本形式570

21.7.2　钎焊接头形式与载荷的关系572

21.7.3　接头的工艺性设计572

21.7.4　接头间隙573

21.8　钎焊接头的质量检验574

21.8.1　钎焊接头的缺陷574

21.8.2　钎焊接头缺陷的检验方法575

参考文献575

第22章　钎焊材料577

22.1　概述577

22.1.1　钎焊材料分类方法577

22.1.2　钎焊材料国家标准及行业标准579

22.2　软钎料580

22.2.1　锡基及铅基软钎料580

22.2.2　锌基钎料和镉基钎料589

22.2.3　金基软钎料590

22.2.4　其他低熔点软钎料591

22.2.5　无铅软钎料593

22.3　硬钎料596

22.3.1　银钎料596

22.3.2　铜基钎料596

22.3.3　铝基钎料598

22.3.4　锰基钎料599

22.3.5　镍基钎料599

22.3.6　金基钎料601

22.3.7　含钯钎料602

22.3.8　真空级钎料603

22.3.9　其他钎料603

22.3.10　钎料的选择606

22.4　钎剂606

22.4.1　软钎剂607

22.4.2　硬钎剂611

22.4.3　铝及铝合金用钎剂612

22.4.4　免清洗钎剂615

参考文献616

第23章　材料的钎焊617

23.1　材料的钎焊性617

23.2　铝及铝合金的钎焊617

23.2.1　钎焊性617

23.2.2　钎焊材料618

23.2.3　钎焊技术619

23.3　铜及其合金的钎焊620

23.3.1 钎焊性620

23.3.2　钎焊材料621

23.3.3　钎焊技术622

23.4　碳钢和低合金钢的钎焊623

23.4.1 钎焊性623

23.4.2　钎焊材料623

23.4.3　钎焊技术624

23.5　不锈钢的钎焊624

23.5.1　钎焊性624

23.5.2　钎焊材料625

23.5.3　钎焊技术627

23.6　铸铁的钎焊627

23.6.1　钎焊性627

23.6.2　钎焊材料628

23.6.3　钎焊技术628

23.7　工具钢和硬质合金的钎焊628

23.7.1　钎焊性628

23.7.2　钎焊材料629

23.7.3　钎焊技术629

23.8　活性金属的钎焊630

23.8.1　钎焊性630

23.8.2　钎焊材料630

23.8.3　钎焊技术632

23.9　难熔金属的钎焊632

23.9.1　钎焊性632

23.9.2　钎料选择632

23.9.3　钎焊技术634

23.10　贵金属的钎焊634

23.10.1　钎焊性634

23.10.2　贵金属触头的钎焊635

23.10.3　贵金属导电膜的钎焊635

23.11　石墨和金刚石的钎焊636

23.11.1　钎焊性636

23.11.2　钎料选择637

23.11.3　钎焊技术637

23.12　高温合金的钎焊638

23.12.1 钎焊性638

23.12.2　钎焊材料638

23.12.3　钎焊技术639

23.13　陶瓷与金属的钎焊641

23.13.1　钎焊性641

23.13.2　钎料选择641

23.13.3　钎焊技术642

23.14　金属间化合物的钎焊644

23.14.1　Ti3Al基合金的钎焊644

23.14.2　TiAl基合金的钎焊645

23.15　铝基复合材料的钎焊647

23.15.1 纤维增强铝基复合材料的钎焊647

23.15.2　颗粒增强铝基复合材料的钎焊649

参考文献649

第5篇　其他焊接方法第24章 电渣焊及电渣压力焊653

24.1 电渣焊过程、特点、种类及适用范围653

24.1.1　电渣焊过程653

24.1.2　电渣焊特点653

24.1.3　电渣焊种类654

24.1.4　电渣焊的适用范围655

24.2　电渣焊设备658

24.2.1　丝极电渣焊设备658

24.2.2　熔嘴电渣焊设备662

24.3　电渣焊焊接材料663

24.3.1 电极663

24.3.2　焊剂664

24.3.3　管极涂料665

24.4　接头设计与坡口制备665

24.4.1　接头设计665

24.4.2　坡口制备665

24.5　电渣焊工艺及操作技术668

24.5.1　焊前准备668

24.5.2　焊接过程的操作672

24.5.3　焊接参数673

24.6 电渣焊接头的常见缺陷及质量检验682

24.6.1 电渣焊接头的常见缺陷682

24.6.2　电渣焊接头的质量检验682

24.7 电渣焊安全技术684

24.8　电渣焊结构的生产实例685

24.9　电渣压力焊的基本原理687

24.9.1 名词解释687

24.9.2　焊接过程687

24.9.3　焊接接头特征689

24.10　钢筋电渣压力焊机的特点和适用范围689

24.11 电渣压力焊设备689

24.11.1　钢筋电渣压力焊机的分类689

24.11.2　焊接电源689

24.11.3　焊接夹具690

24.11.4　控制箱690

24.11.5　几种钢筋电渣压力焊机690

24.11.6　辅助设施691

24.12　焊剂693

24.12.1　焊剂的作用693

24.12.2　焊剂的分类和牌号编制方法693

24.12.3　几种常用焊剂693

24.12.4　国家标准焊剂型号693

24.12.5　YD40-Ⅲ型钢筋电渣压力焊专用焊剂694

24.13　电渣压力焊工艺695

24.13.1　操作要求695

24.13.2　电渣压力焊参数695

24.13.3　焊接缺陷及消除措施695

24.14　接头的组织和性能696

24.14.1 电渣压力焊接头金相组织696

24.14.2　焊接接头拉伸性能696

24.14.3　焊接接头冲击韧度696

24.14.4　焊接接头抗振性能696

24.14.5　焊接接头硬度697

24.15　接头质量检查与验收698

24.15.1　接头质量检查698

24.15.2　外观检查质量要求698

24.15.3　拉伸试验质量要求698

24.16　生产应用实例698

24.16.1　212m四筒烟囱工程中的应用698

24.16.2　20MnSiV钢筋电渣压力焊的应用698

24.16.3　采用钢筋电渣压力焊的优越性699

参考文献699

第25章　高频焊700

25.1　高频焊的方法基础700

25.1.1　高频焊的基本原理700

25.1.2　高频焊的特点及分类703

25.2　各种金属管的纵缝高频焊703

25.2.1　高频焊制管的原理703

25.2.2　焊接参数的选择705

25.2.3　高频焊接制管设备708

25.2.4　其他材质管的纵缝高频焊焊接特点712

25.3　高频焊的其他应用713

25.3.1 薄壁管搭接纵缝的高频焊713

25.3.2　管材螺旋接缝的高频焊713

25.3.3　散热片与管的高频焊714

25.3.4　电缆套管纵缝的高频焊715

25.3.5　结构型材纵缝的高频焊715

25.3.6　管子的高频对焊716

25.3.7　板（带）材的高频对焊717

25.3.8　高频熔化焊的应用717

25.4　焊接质量及检验717

25.4.1　高频焊常见的缺陷719

25.4.2　焊接质量的自动控制723

25.4.3　焊接质量检验723

25.5　安全技术725

参考文献725

阅读资料725

第26章　气焊气割及高压水射流切割727

26.1　气焊用气体及装备727

26.1.1　气体及钢瓶727

26.1.2　焊炬、焊嘴及回火防止器728

26.1.3　减压器730

26.2　气焊工艺731

26.2.1 气焊火焰731

26.2.2　气焊工艺参数731

26.3　气焊材料733

26.4　气割工艺734

26.4.1　氧乙炔切割734

26.4.2　氧丙烷切割736

26.4.3　用于气割的其他燃气737

26.4.4　优质快速火焰切割737

26.4.5　影响切割质量及切割过程的因素738

26.4.6　薄板切割739

26.4.7　大厚度钢材的切割740

26.5　切割设备743

26.5.1　手扶式半自动切割机743

26.5.2　半自动切割机744

26.5.3　仿形切割机745

26.5.4　H形钢气割机747

26.5.5　多向切割机748

26.5.6　管子切割机748

26.5.7　钢管马鞍形孔切割机748

26.5.8　钢管桩切割机750

26.5.9　钢锭切割机750

26.5.10　数控切割机751

26.5.11　数控多头直条气割机752

26.6　其他热切割方法753

26.6.1　水解氢氧火焰气割法753

26.6.2　氧—熔剂切割法755

26.6.3　氧矛穿孔和切割756

26.6.4　火焰气刨757

26.6.5　火焰表面清理758

26.6.6　金属极电弧切割和刨槽法758

26.6.7　电弧锯切割法759

26.7　水射流切割759

26.7.1 基本原理759

26.7.2　水射流切割的特点759

26.7.3　典型应用760

26.7.4　水射流加工技术的发展历程761

26.7.5 水射流切割的类型及工作机理761

26.7.6　水射流切割设备763

26.7.7　水射流切割参数766

26.7.8　水射流切割的安全技术768

26.8　特殊材料的切割768

26.8.1　不锈钢的切割768

26.8.2　铸铁的切割770

26.8.3　铝及其合金的切割770

26.8.4　钛及其合金的切割770

26.8.5　镁合金的切割771

26.8.6　陶瓷的切割771

26.8.7　混凝土的切割771

参考文献772

第27章　气压焊773

27.1　定义和一般描述773

27.2　基本原理773

27.2.1　固态气压焊773

27.2.2　熔态气压焊774

27.3　气压焊设备774

27.4　主要应用775

27.4.1　钢轨焊接775

27.4.2　钢筋焊接777

27.5　接头力学性能779

27.6　焊接接头检验780

27.6.1　轨道气压焊检验780

27.6.2　钢筋气压焊检验781

参考文献782

第28章　铝热焊（热剂焊）784

28.1　铝热焊方法的原理与特点784

28.2　铝热焊材料785

28.2.1　铝热焊剂785

28.2.2　砂型785

28.2.3　坩埚786

28.2.4　衬管786

28.3　铝热焊剂的点燃786

28.4　应用实例787

28.4.1　钢轨的焊接787

28.4.2　轧辊的铸接791

28.4.3　钢轨接续线的焊接791

28.4.4　电气工程中的铝热焊792

参考文献793

第29章　爆炸焊794

29.1 爆炸焊原理及结合区波形成原理794

29.1.1　爆炸焊原理794

29.1.2　结合区波形成原理795

29.2　可爆炸焊的金属材料795

29.3　爆炸焊方法及工艺安装796

29.3.1　爆炸焊方法796

29.3.2　爆炸焊工艺安装797

29.4　爆炸焊工艺799

29.4.1　爆炸焊工艺步骤799

29.4.2　爆炸焊参数799

29.5　爆炸焊缺陷和检验799

29.5.1　爆炸焊缺陷799

29.5.2　爆炸焊检验801

29.6　爆炸焊应用803

29.7　爆炸焊安全806

参考文献807

阅读资料807

第30章　摩擦焊808

30.1　摩擦焊原理及特点808

30.1.1　摩擦焊原理808

30.1.2　摩擦焊的特点808

30.2　摩擦焊的分类809

30.2.1　连续驱动摩擦焊809

30.2.2　惯性摩擦焊809

30.2.3　混合型旋转摩擦焊810

30.2.4　相位摩擦焊810

30.2.5　径向摩擦焊811

30.2.6　摩擦堆焊812

30.2.7　轨道摩擦焊812

30.2.8　线性摩擦焊与搅拌摩擦焊812

30.2.9　嵌入摩擦焊813

30.2.10　第三体摩擦焊813

30.2.11 其他方法813

30.3　摩擦焊设备814

30.3.1　普通型连续驱动摩擦焊机814

30.3.2　惯性摩擦焊机816

30.4　摩擦焊工艺817

30.4.1　接头设计817

30.4.2　连续驱动摩擦焊的焊接参数818

30.4.3　惯性摩擦焊工艺822

30.5　材料摩擦焊的焊接性823

30.5.1 影响材料摩擦焊焊接性的因素823

30.5.2 同种和异种材质的摩擦焊焊接性823

30.6　摩擦焊焊接参数的检测825

30.6.1　焊接参数的分类825

30.6.2　摩擦开始信号的选取825

30.6.3　变形量的测量825

30.6.4　主轴转速和压力的测量825

30.6.5　接头温度的测量825

30.6.6　摩擦扭矩的测量825

30.7　摩擦焊质量控制826

30.7.1 摩擦焊接头缺陷及产生原因826

30.7.2　焊接参数控制827

30.8　摩擦焊过程的微型计算机控制828

30.8.1　液压系统的可控性828

30.8.2　电液转换及执行机构828

30.8.3　计算机控制实例829

30.9　应用实例829

30.10　近来备受关注的两种摩擦焊——线性摩擦焊和搅拌摩擦焊832

30.10.1　线性摩擦焊832

30.10.2　搅拌摩擦焊833

参考文献839

第31章　变形焊841

31.1　概述841

31.1.1　变形焊的实质841

31.1.2　变形焊接头形式841

31.1.3　变形焊的特点及应用842

31.2　冷压焊843

31.2.1 保证冷压焊质量的三要素844

31.2.2　冷压焊模具及冷压焊设备846

31.2.3　应用851

31.3　热压焊852

31.3.1　热压焊方法分类854

31.3.2　热压焊微型件——金丝引线854

31.4　超高真空变形焊856

31.4.1 超高真空变形焊的工艺要点856

31.4.2　超高真空压焊的特点857

参考文献857

第32章　超声波焊接858

32.1 超声波焊的工作原理、特点及种类858

32.1.1　超声波焊的工作原理858

32.1.2　超声波焊的特点858

32.1.3　超声波焊的种类859

32.2　超声波焊焊接接头的形成及其组织与性能860

32.2.1 超声波焊焊接接头的形成860

32.2.2　材料的焊接性及接头的组织与性能861

32.3　焊接工艺863

32.3.1　接头设计863

32.3.2　焊接参数864

32.3.3　焊接参数的选择867

32.4　超声波焊在工业生产中的应用868

32.4.1　航空、航天868

32.4.2　电子工业868

32.4.3　电器工业869

32.4.4　新材料工业869

32.4.5　塑料869

32.5　超声波焊焊接设备870

32.5.1　概述870

32.5.2　超声波焊焊接设备的组成870

32.5.3　超声波发生器871

32.5.4　声学系统871

32.5.5　加压结构874

32.5.6　超声波焊焊机的型号及主要技术参数874

参考文献874

第33章　扩散焊875

33.1　扩散焊的种类和方法875

33.1.1　扩散焊的种类875

33.1.2　扩散焊的方法876

33.2　扩散焊的原理877

33.2.1 同种金属扩散焊的模型877

33.2.2　液相扩散焊过程879

33.2.3　其他扩散焊问题880

33.3　扩散焊设备882

33.4　扩散焊工艺884

33.4.1 工件待焊表面的制备和清理884

33.4.2　中间层材料的选择884

33.4.3　隔离剂885

33.4.4　焊接参数885

33.5　扩散焊接头形式、质量及检测888

33.5.1　接头形式888

33.5.2　力学性能888

33.5.3　缺陷888

33.5.4　检测890

33.6　扩散焊的应用890

33.6.1　钛合金的扩散焊890

33.6.2　镍基合金的扩散焊891

33.6.3　异种材料的扩散焊892

33.6.4　新型高温材料的扩散焊892

33.6.5　特殊结构的扩散焊893

参考文献893

第34章　堆焊895

34.1 概述895

34.2　堆焊材料895

34.2.1　堆焊金属的服役环境895

34.2.2　堆焊合金类型897

34.2.3　堆焊合金的选择903

34.3　堆焊方法903

34.3.1 堆焊的特点及堆焊方法的选择903

34.3.2　氧乙炔焰堆焊905

34.3.3　焊条电弧堆焊906

34.3.4　埋弧堆焊906

34.3.5　熔化极气体保护及自保护电弧堆焊909

34.3.6　钨极氩弧堆焊911

34.3.7　等离子弧堆焊911

34.3.8　电渣堆焊913

34.3.9　激光堆焊914

34.3.10　摩擦堆焊914

34.3.11　包覆堆焊915

34.3.12　高频堆焊915

参考文献916

第35章　热喷涂917

35.1　表面工程与热喷涂917

35.2　热喷涂方法及设备919

35.2.1　热喷涂的原理及分类919

35.2.2　火焰喷涂920

35.2.3 电弧喷涂924

35.2.4　等离子弧喷涂926

35.2.5　特种热源喷涂928

35.3　热喷涂材料929

35.4　热喷涂工艺931

35.4.1　工件表面制备931

35.4.2　预热932

35.4.3　喷涂工作层932

35.4.4　喷后处理933

35.4.5　热喷涂实例934

35.5　喷熔935

35.6　涂层性能检验936

35.6.1　喷涂层结合强度试验937

35.6.2　喷涂层孔隙率测定939

35.6.3　涂层接触疲劳试验方法940

35.7 表面工程的技术设计及涂层设计940

第36章　胶接942

36.1 胶粘剂942

36.1.1　胶粘剂概述942

36.1.2　胶粘剂的选择944

36.2　胶接接头的设计947

36.2.1　基本原则947

36.2.2　接头设计的几个重要问题947

36.3　表面处理948

36.3.1　表面处理的作用和过程948

36.3.2　不同材料的表面处理方法949

36.4　胶接工艺949

36.4.1　胶接工艺过程和方法949

36.4.2　基本工艺参数950

36.4.3　胶接质量控制950

36.5　胶粘剂和胶接性能测定951

36.5.1　胶粘剂的物理化学性能测定951

36.5.2　力学性能检测951

36.5.3　无损检测952

36.6　应用实例952

参考文献953

第6篇 焊接过程自动化技术第37章　焊接电弧控制技术957

37.1 熔化极脉冲氩弧焊电弧控制技术957

37.1.1 阶梯形外特性对脉冲电弧的控制作用957

37.1.2　离散采样的脉冲电弧闭环控制系统958

37.1.3　熔化极脉冲氩弧焊电弧自适应控制959

37.1.4　铝合金双脉冲熔化极氩弧焊技术960

37.2　CO2焊接电弧控制技术961

37.2.1 基于时变输出特性的短路过渡CO2焊接961

37.2.2　基于多折线阶梯形外特性的CO2焊接电弧控制962

37.2.3　短路过渡CO2焊接恒频自适应控制963

37.2.4　短路过渡CO2焊接熔滴尺寸控制技术966

37.3　焊接电弧弧长（弧压）时间最优控制969

37.3.1 弧长最小时间控制器969

37.3.2　控制器参数在线修正970

37.3.3　工程应用970

37.4 弧焊逆变电源本脉冲控制技术970

37.4.1 本脉冲PWM控制技术的基本原理970

37.4.2　输出特性双闭环反馈PWM控制系统971

第38章　焊接传感器及伺服装置974

38.1　焊接传感器及自动跟踪系统概述974

38.1.1　焊接传感器的分类974

38.1.2　焊缝位置自动跟踪传感器的分类975

38.1.3　焊缝自动跟踪传感器的附加跟踪误差976

38.1.4　焊缝自动跟踪传感器系统977

38.2　传统附加式焊接传感器977

38.2.1　机械接触式传感器977

38.2.2　电磁感应式传感器979

38.2.3　涡流式传感器及其应用980

38.3　焊接视觉传感器980

38.3.1 常用焊接信息的视觉传感980

38.3.2　焊接信息视觉传感器的基本原理981

38.3.3 焊接信息视觉传感器在焊缝跟踪中的应用985

38.3.4 视觉传感器在焊接熔池几何形状检测与控制中的应用988

38.3.5 视觉传感器在智能机器人焊接中的应用992

38.4　焊接电弧传感器1000

38.4.1 电弧传感的基本原理1000

38.4.2　摆动扫描式电弧传感器及其应用1001

38.4.3　旋转扫描式电弧传感器及其应用1004

38.5　伺服装置1007

38.5.1　伺服电动机1007

38.5.2　电伺服系统框图1009

参考文献1009

第39章　计算机在焊接过程自动化中的应用1012

39.1 焊接过程计算机控制系统构成1012

39.2　焊接过程自动化中常用的计算机及其选择1013

39.2.1 微机系统1014

39.2.2　工业控制计算机1014

39.2.3　单片机1018

39.2.4　数字信号处理器1024

39.2.5　嵌入式计算机系统1026

39.2.6　多微处理器计算机系统与计算机网络1031

39.2.7　可编程序逻辑控制器1032

39.3　计算机输入／输出接口技术1035

39.3.1　数字量通道1035

39.3.2　模拟量通道1036

39.3.3 可编程序逻辑器件在输入／输出接口中的应用1041

39.4　计算机控制系统的可靠性与抗干扰技术1045

39.4.1 噪声的来源及其耦合方式1046

39.4.2　抑制干扰的方法1046

39.5 焊接过程计算机监测与控制系统1049

39.5.1 焊接参数和焊接瞬态过程的监测1049

39.5.2　焊接过程自动控制1053

39.5.3　焊接质量控制1056

39.6　计算机在焊接自动化中的其他应用1060

39.6.1　焊接自动化中的数据库技术1060

39.6.2　专家系统在焊接自动化中的应用1061

39.6.3　焊接自动化中的集散控制系统1064

39.6.4　焊接自动化中的网络技术1070

39.6.5　CAD/CAM、FMS在焊接自动化中的应用1073

第40章　焊接机器人1077

40.1　概述1077

40.1.1　新一代自动焊接的手段1077

40.1.2　工业机器人的定义和分代概念1077

40.1.3　工业机器人主要名词术语1078

40.2　工业机器人工作原理及其基本构成1078

40.2.1　工业机器人工作原理1078

40.2.2　工业机器人的基本构成1080

40.3　典型焊接机器人及其系统1085

40.3.1　点焊机器人1085

40.3.2　弧焊机器人1089

40.3.3 焊接机器人主要技术指标1094

40.4　机器人焊接智能化技术1096

40.4.1 机器人焊接智能化系统技术组成1096

40.4.2　机器人焊接任务规划软件设计技术1097

40.4.3　机器人焊接传感技术1099

40.4.4　机器人焊接的焊缝跟踪与导引技术1099

40.4.5　机器人焊接熔池动态过程的视觉传感、建模与智能控制技术1099

40.4.6　智能化机器人焊接柔性制造单元／系统1101

40.5　移动式焊接机器人1102

40.5.1　移动机器人的特点1102

40.5.2　移动机器人的分类1102

40.5.3 无轨道全位置爬行式焊接机器人1102

40.5.4　轮式移动焊接机器人1106

参考文献1109

阅读资料1110

第41章　遥控焊接技术1112

41.1　概述1112

41.1.1　遥控焊接的定义1112

41.1.2　遥控焊接分类1112

41.1.3　遥控焊接中的人—机器人—环境特点1113

41.1.4　遥控焊接的支撑技术1115

41.2　遥控焊接的信息传感1115

41.2.1　视觉信息传感1115

41.2.2　力觉信息传感1117

41.3　遥控焊接的人机交互接口1117

41.3.1 遥控焊接的主端输入设备1117

41.3.2　遥控焊接的图形仿真环境1118

41.3.3　遥控焊接的人机界面1118

41.4　遥控焊接的运动控制1118

41.4.1 遥控焊接的运动控制模式1118

41.4.2　遥控焊接的运动控制策略1120

41.5　焊接遥控操作机器人系统的结构1121

41.5.1 主从结构1121

41.5.2　多模式遥控焊接系统1121

参考文献1123

第42章 自动化专用焊接设备1125

42.1　概述1125

42.2 自动化专用焊接设备的种类1125

42.3 自动化专用焊接设备的构成1125

42.4 自动化专用焊接设备的设计1126

42.4.1 自动化专用焊接设备的系统设计1126

42.4.2 自动化专用焊接设备的机械结构设计1129

42.4.3 自动化专用焊接设备的电气控制设计1131

42.4.4　焊接电源和送丝机选配1136

42.4.5　焊接过程自动化控制器件1136

42.5　标准型自动化专用焊接设备1139

42.6　特种自动化专用焊接设备1148