焊接工程師手冊（第3版）

目錄
第3版前言
第2版前言
第1版前言
第1篇綜合資料
第1章符號3
1.1希臘字母3
1.2標準代號3
1.2.1中國標準代號3
1.2.2國外部分標準代號4
1.3數(shù)學符號5
1.4物理量名稱及其符號9
1.5化學元素符號9
1.6圖形符號12
1.6.1機械圖樣中的常用符號12
1.6.2焊縫圖形符號16
1.6.3電工系統(tǒng)圖常用圖形符號20
1.7我國鋼鐵產(chǎn)品牌號及其統(tǒng)一數(shù)字代號中字母的含義26
1.8焊接材料型號和牌號中的代號28
1.9電焊機型號中的符號30
1.9.1電焊機型號的編制30
1.9.2電焊機型號中符號的含義30
1.10焊接方法的英文縮寫字母32
1.11焊縫無損檢測符（代）號33
1.12焊縫工作位置的符號34
第2章單位及其換算37
2.1單位與單位制37
2.2國際單位制及我國法定計量單位37
2.2.1國際單位制及其構(gòu)成37
2.2.2我國的法定計量單位37
2.3物理量的符號和單位39
2.3.1常用空間、時間和周期的量和單位39
2.3.2常用力學的量和單位40
2.3.3常用熱力學的量和單位41
2.3.4常用電學及磁學的量和單位43
2.3.5常用光學及聲學的量和單位44
2.4簡易單位換算45
2.4.1米制倍數(shù)與分數(shù)單位換算45
2.4.2英制與米制單位換算45
2.4.3市制單位換算47
2.4.4溫度換算公式48
第3章常用公式、數(shù)據(jù)和資料49
3.1基本與常用物理常數(shù)49
3.2化學元素周期表及各元素的物理性能49
3.2.1化學元素周期表49
3.2.2各化學元素的物理性能49
3.3工程制圖常用基礎(chǔ)資料54
3.3.1圖紙幅面和格式54
3.3.2標題欄與明細欄54
3.3.3比例54
3.3.4字體及其在CAD制圖中的規(guī)定55
3.3.5圖線及其在CAD制圖中的規(guī)定56
3.4常用計算公式及運算57
3.4.1常用數(shù)學公式57
3.4.2常用平面圖形的計算公式61
3.4.3常用幾何體的計算公式62
3.4.4常用理論力學公式64
3.4.5常用材料力學公式65
3.4.6常用電工學公式68
3.5鋼鐵材料基礎(chǔ)資料69
3.5.1鋼鐵及其熱處理基礎(chǔ)資料69
3.5.2常用鋼材的品種及規(guī)格80
3.5.3鋼鐵材料的硬度及強度換算83
3.6常用材料的物理性能 88
3.6.1常用材料的線脹系數(shù)88
3.6.2常用材料的熔點、熱導率及比熱容88
3.6.3常用材料的密度88
3.6.4材料的滑動摩擦因數(shù)89
3.7常用有機與無機化工產(chǎn)品及鹽類的性質(zhì)90
第2篇焊接物理冶金
第1章焊接及其分類95
1.1焊接過程的物理本質(zhì)95
1.2焊接的分類95
1.3各種焊接方法的基本特點與應用96
1.4焊接方法的選擇98
第2章焊接物理102
2.1焊接熱過程及其特點102
2.1.1概述102
2.1.2焊接的熱源103
2.1.3焊接熱傳導105
2.1.4焊接熱循環(huán)110
2.2焊接電弧及其特性116
2.2.1焊接電弧116
2.2.2電弧的構(gòu)造及其電壓分布118
2.2.3焊接電弧的最小能量消耗特性118
2.2.4焊接電弧的熱特性119
2.2.5焊接電弧的電特性120
2.2.6焊接電弧的力學特性121
2.2.7拘束電弧122
2.2.8磁場對電弧的作用122
2.3焊絲的加熱、熔化與熔滴過渡124
2.3.1焊絲的加熱與熔化124
2.3.2熔滴過渡125
2.4母材的熔化與焊縫的形成129
2.4.1母材的熔化與熔池的形成129
2.4.2熔池的形狀與焊縫的形成129
第3章焊接冶金132
3.1液相冶金132
3.1.1液相冶金過程的特點132
3.1.2焊接時對金屬的保護132
3.1.3焊接冶金反應區(qū)及其反應條件133
3.1.4氣相對金屬的作用134
3.1.5熔渣及其對金屬的作用142
3.2凝固冶金150
3.2.1焊接熔池凝固的特點150
3.2.2熔池結(jié)晶的一般規(guī)律151
3.2.3熔池結(jié)晶的線速度151
3.2.4熔池結(jié)晶的形態(tài)152
3.2.5焊縫金屬的化學成分不均勻性155
3.2.6焊縫一次結(jié)晶組織的改善157
3.2.7焊縫的固態(tài)相變組織158
3.2.8焊縫中的氣孔與夾雜161
3.3固相冶金164
3.3.1焊縫金屬的固態(tài)相變164
3.3.2焊接熱影響區(qū)的固態(tài)相變164
3.3.3焊接連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變圖及其應用170
第4章焊接裂紋174
4.1概述174
4.1.1裂紋的危害174
4.1.2焊接裂紋的分類及其特點174
4.2焊接熱裂紋175
4.2.1結(jié)晶裂紋175
4.2.2液化裂紋179
4.2.3多邊化裂紋180
4.3焊接再熱裂紋180
4.3.1再熱裂紋的發(fā)生及其特點180
4.3.2再熱裂紋的形成機理181
4.3.3再熱裂紋的影響因素及其防治181
4.4焊接冷裂紋183
4.4.1冷裂紋的基本特征及其分類183
4.4.2冷裂紋的形成機理184
4.4.3冷裂傾向的判據(jù)187
4.4.4防止冷裂紋的措施189
4.5層狀撕裂192
4.5.1層狀撕裂的特征與危害192
4.5.2層狀撕裂的形成機理193
4.5.3影響層狀撕裂的因素193
4.5.4防止層狀撕裂的措施193
4.6應力腐蝕裂紋195
4.6.1應力腐蝕裂紋的特征與形成條件195
4.6.2應力腐蝕開裂的機理196
4.6.3防治應力腐蝕裂紋的途徑196
第3篇弧焊方法及設備
第1章弧焊電源201
1.1弧焊電源的類型、基本特點及其適用范圍201
1.1.1弧焊電源的類型201
1.1.2弧焊電源的基本特點和適用范圍201
1.2對弧焊電源的基本要求201
1.2.1對弧焊電源外特性的要求201
1.2.2對弧焊電源調(diào)節(jié)特性的要求203
1.2.3對弧焊電源動特性的要求203
1.2.4對弧焊電源的其他要求205
1.3交流弧焊電源205
1.3.1弧焊變壓器205
1.3.2矩形波交流弧焊電源207
1.4直流弧焊電源——弧焊發(fā)電機208
1.5直流弧焊電源——弧焊整流器208
1.5.1弧焊整流器的分類208
1.5.2硅弧焊整流器208
1.5.3晶閘管式弧焊整流器211
1.6脈沖弧焊電源212
1.6.1脈沖弧焊電源的基本原理213
1.6.2脈沖弧焊電源的種類、特點與應用213
1.6.3晶閘管式脈沖弧焊電源214
1.6.4晶體管式脈沖弧焊電源215
1.7逆變式弧焊電源216
1.7.1逆變式弧焊電源的基本原理及組成216
1.7.2逆變式弧焊電源的分類、特點及應用范圍217
1.7.3逆變式弧焊電源的基本電路217
1.7.4各類逆變式弧焊電源的比較221
1.8數(shù)字式弧焊電源222
1.8.1數(shù)字式弧焊電源的基本結(jié)構(gòu)222
1.8.2數(shù)字式弧焊電源的特點223
1.9弧焊電源的選擇、使用與維修224
1.9.1弧焊電源的選擇224
1.9.2弧焊電源的安裝、使用及維修226
第2章焊條電弧焊227
2.1概述227
2.1.1定義與工作原理227
2.1.2工藝特點227
2.1.3適用范圍與局限性227
2.2焊接設備227
2.2.1弧焊電源227
2.2.2輔助器具228
2.3焊接材料——焊條228
2.4焊條電弧焊接頭的設計與準備228
2.4.1接頭的設計與選用228
2.4.2坡口的制備230
2.4.3焊接位置231
2.4.4焊接襯墊與引出板231
2.4.5裝配與定位焊232
2.5焊條電弧焊的焊接工藝233
2.5.1焊前準備233
2.5.2焊接參數(shù)233
2.5.3后熱與焊后熱處理236
第3章埋弧焊237
3.1概述237
3.1.1基本原理237
3.1.2優(yōu)缺點237
3.1.3分類238
3.2適用范圍238
3.2.1材料范圍238
3.2.2厚度范圍238
3.3埋弧焊的自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)238
3.3.1實現(xiàn)焊接過程自動化的一般要求238
3.3.2電弧自身調(diào)節(jié)系統(tǒng)239
3.3.3電弧電壓反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)240
3.3.4等速與電弧電壓反饋送絲系統(tǒng)性能的比較241
3.4埋弧焊機241
3.4.1組成與分類241
3.4.2埋弧焊機的電源241
3.4.3送絲與行走機構(gòu)243
3.4.4焊接機頭調(diào)整機構(gòu)245
3.4.5易損件及輔助裝置245
3.5焊接材料——焊絲與焊劑246
3.6埋弧焊接工藝與技術(shù)246
3.6.1焊縫形狀與尺寸及影響因素246
3.6.2焊接接頭設計與坡口加工250
3.6.3組裝與定位焊251
3.6.4引弧板與引出板251
3.6.5焊接襯墊與打底焊道251
3.6.6焊前與層間的清理253
3.6.7自動埋弧焊的常規(guī)工藝與技術(shù)253
3.6.8高效埋弧焊接工藝與技術(shù)258
3.7埋弧焊常見的缺陷及消除266
第4章鎢極氬弧焊（TIG焊）268
4.1概述268
4.1.1原理與分類268
4.1.2TIG焊的優(yōu)缺點268
4.1.3適用范圍269
4.2不同電流與極性的TIG焊的工藝特點269
4.2.1直流鎢極氬弧焊269
4.2.2交流鎢極氬弧焊270
4.2.3脈沖鎢極氬弧焊271
4.3鎢極氬弧焊焊機273
4.3.1TIG焊接過程的一般程序273
4.3.2TIG焊機的組成273
4.3.3焊接電源273
4.3.4引弧和穩(wěn)弧裝置274
4.3.5焊接電流衰減裝置275
4.3.6焊槍275
4.3.7供氣系統(tǒng)與水冷系統(tǒng)277
4.3.8送絲機構(gòu)和焊接小車277
4.4焊接材料277
4.4.1鎢極277
4.4.2保護氣體278
4.4.3填充金屬279
4.5焊接工藝280
4.5.1接頭形式與坡口280
4.5.2焊前清理280
4.5.3裝配281
4.5.4電流類型與極性選擇281
4.5.5鎢極的選擇與使用282
4.5.6焊接參數(shù)的選擇282
4.6管子TIG焊287
4.6.1固定管全位置TIG焊287
4.6.2管板焊接290
4.7工藝缺陷及其產(chǎn)生原因與防止措施291
4.8特殊TIG焊技術(shù)291
4.8.1TIG點焊291
4.8.2熱絲TIG焊293
4.8.3TOPTIG焊294
4.9安全技術(shù)295
第5章熔化極氣體保護焊297
5.1概述297
5.1.1基本原理297
5.1.2分類297
5.1.3優(yōu)缺點297
5.1.4適用范圍297
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