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第一章 特种设备的基本知识1

第一节 锅炉的基本知识1

一、锅炉的概念及分类1

二、锅炉的工作参数2

三、锅炉的基本结构3

第二节 压力容器的基本知识5

一、压力容器的概念及分类5

二、压力容器的主要操作参数6

三、压力容器的基本结构7

第三节 压力管道的基本知识9

一、压力管道的概念及分类9

二、压力管道的基本构成11

第四节 起重机械的基本知识12

一、起重机械的概念及分类12

二、起重机械的主要参数12

三、起重机械的基本构成13

第五节 电梯的基本知识13

一、电梯的概念及分类13

二、电梯的主要参数14

三、电梯的基本构成14

第六节 客运索道的基本知识14

一、客运索道的概念及分类14

二、客运索道的基本构成15

第七节 大型游乐设施的基本知识16

一、大型游乐设施的概念及分类16

二、大型游乐设施的基本构成16

第二章 金属学基础17

第一节 金属的晶体结构17

一、晶体的特性17

二、晶格与晶胞17

三、实际金属的晶体结构19

第二节 金属的结晶21

一、金属结晶的概念21

二、金属结晶的条件22

三、金属结晶的形核过程22

四、金属结晶的长大过程23

第三节 合金的相结构23

一、相是指合金中结构相同、成分和性能均一并以界面相互分开的组成部分24

二、相的晶体结构24

第四节 铁碳合金相图24

一、特性点25

二、特性线25

第五节 钢的组织26

一、铁素体26

二、奥氏体26

三、渗碳体27

四、珠光体27

五、马氏体27

六、贝氏体27

七、魏氏体27

第六节 金属的热处理28

一、退火28

二、正火28

三、淬火28

四、回火28

五、其他类型的热处理29

第七节 金属的力学性能30

一、强度30

二、塑性31

三、硬度32

四、韧性33

五、金属的加工工艺性能33

第八节 钢的分类及编号34

一、钢的分类34

二、钢的编号及性能35

三、德国钢材的编号37

四、日本钢材的编号37

五、美国钢材的牌号38

六、碳素结构钢的世界牌号对照表38

第三章 焊接冶金及焊接材料40

第一节 焊接冶金40

一、焊条的熔化和熔滴的过渡40

二、熔池41

三、气体对焊接的作用42

四、熔渣与金属的作用43

五、合金过渡44

第二节 焊缝与焊接热影响区45

一、焊缝的固态相变45

二、焊缝性能的控制46

三、焊接热影响区的组织与性能46

第三节 焊条47

一、焊条的分类47

二、焊条的组成50

三、焊条的工艺性能50

四、典型焊条的冶金性能分析51

五、焊条型号和牌号的对应关系51

第四节 焊丝52

一、焊丝的分类及型号52

二、实芯焊丝53

三、药芯焊丝53

第五节 焊接用焊剂、气体与电极54

一、焊剂的分类与牌号54

二、焊剂的性能与用途55

三、焊接气体56

四、电极56

第六节 常用焊接材料型号和牌号举例56

第七节 金属焊接性及试验方法61

一、直接模拟试验61

二、间接推算法62

第四章 焊接工艺64

第一节 焊接接头形式及焊接符号64

一、焊接接头及坡口形式64

二、焊缝与焊缝符号66

第二节 焊接电源67

一、焊接电源及电特性67

二、弧焊电源的基本要求69

三、电源的分类及选用70

第三节 焊条电弧焊71

一、焊条的选择71

二、焊接参数的选择72

三、操作工艺72

第四节 手工钨极氩弧焊76

第五节 埋弧焊77

一、埋弧焊的焊接材料与工艺77

二、埋弧焊的自动焊78

第六节 CO2气体保护焊78

第七节 气焊80

第八节 等离子弧焊81

第九节 钎焊82

第十节 典型材料的焊接84

一、碳素钢的焊接84

二、低合金高强度钢的焊接85

三、不锈钢、耐热钢的焊接86

四、铸铁的补焊87

五、有色金属的焊接87

第五章 焊接应力与变形89

第一节 焊接应力及变形的基本原理89

一、焊接温度场及影响因素89

二、温度对材料的物理及力学性能的影响90

三、金属杆件在温度变化时产生的应力及变形90

四、材料不均匀加热及焊接过程引起的应力及变形90

五、材料的物理和力学性能对焊接残余应力与变形的影响92

第二节 焊接残余变形92

一、焊接残余变形的分类92

二、焊接变形的危害性94

三、焊接残余变形的预测计算95

四、焊接变形的测量96

第三节 焊接残余应力97

一、焊接残余应力的分布97

二、焊接残余应力的影响99

三、焊接残余应力的测量101

第四节 减小焊接残余变形及应力的措施102

一、预防控制焊接变形的措施102

二、焊接变形的矫正104

三、控制焊接残余应力的措施105

四、焊接应力的消除107

五、典型应用实例108

第六章 焊接结构制造113

第一节 制造的质量保证113

一、管理职责113

二、质量体系113

三、文件和资料的控制113

四、设计控制114

五、采购控制114

六、材料控制114

七、工艺控制114

八、焊接、热处理管理的控制115

九、检验和试验的控制115

十、不合格品的控制116

十一、人员培训上岗116

十二、计量与设备控制116

十三、持续质量的改进116

第二节 焊接工艺评定117

一、焊接工艺评定的意义和目的117

二、焊接工艺评定的一般过程117

三、焊接工艺评定的规则118

四、焊接工艺评定试验要求和结果评价120

五、焊接工艺评定报告121

第三节 焊接工艺技术文件124

一、焊接工艺规程125

二、产品的焊接接头编号卡（或焊缝识别卡）126

三、焊接顺序卡或焊接接头工艺卡126

四、通用焊接工艺守则（或规程）129

第四节 焊工考试129

一、考试内容与方法129

二、考试结果评定132

第七章 焊接质量检验134

第一节 焊接质量检验的目的及检验方法134

一、焊接质量检验的目的134

二、焊接质量检验方法134

第二节 射线检测的基础知识135

一、射线检测的原理135

二、射线检测的设备137

三、射线检测的工艺137

四、射线的安全防护138

第三节 超声波检测的基础知识138

一、超声波的发生及性质138

二、超声波检测的原理139

三、超声波检测的工艺139

第四节 磁粉检测的基础知识140

第五节 渗透检测的基础知识141

第六节 涡流检测的基础知识142

第七节 声发射检测的基础知识143

第八节 承压类特种设备焊缝无损检测的比例介绍144

一、无损检测方法的选择144

二、锅炉焊缝无损检测的比例145

三、压力容器焊缝无损检测的比例147

四、压力管道焊缝无损检测的比例149

第八章 焊接安全与防护151

第一节 焊接易发事故的原因及防止措施151

一、电弧焊的触电事故151

二、电弧焊的火灾爆炸事故152

三、电弧焊的其他事故153

第二节 焊接的危害及防护154

一、电弧辐射及防护154

二、有害物质的危害及防护156

三、焊接热辐射、噪声和振动的防护160

第三节 常用焊接方法的安全操作技术161

一、焊条电弧焊的安全操作技术161

二、氩弧焊的安全操作技术162

三、CO2气体保护焊的安全操作技术162

四、埋弧焊的安全操作技术163

五、等离子弧焊接和切割的安全操作技术163

六、电阻焊的安全操作技术163

七、气焊和气割的安全操作技术164

第四节 常用焊接方法的有害物质164

一、焊条电弧焊的有害物质164

二、钨极氩弧焊的有害物质165

三、熔化极气体保护焊的有害物质165

四、电阻焊的有害物质166

五、等离子弧切割的有害物质166

六、钎焊的有害物质166

七、气焊气割的有害物质167

第九章 锅炉的焊接168

第一节 锅筒的焊接170

一、主要焊缝的焊接170

二、焊接材料的选用173

三、焊接及热处理175

四、焊接检验177

第二节 集箱的焊接179

一、集箱本体的环缝拼接182

二、集箱管接头的焊接187

三、集箱的焊后检验191

第三节 受热面管的焊接192

一、锅炉小口径管的牌号及其焊接性192

二、小口径管的焊接工艺196

三、小口径管的焊后热处理207

四、小口径管的焊后检验207

第四节 膜式水冷壁的焊接209

一、膜式水冷壁制造工艺流程和焊接方法的选择209

二、膜式水冷壁的焊接工艺210

三、膜式水冷壁的热处理工艺213

四、膜式水冷壁的焊接检验213

第十章 压力容器的焊接216

第一节 碳素钢、低合金高强度钢压力容器的焊接216

一、压力容器用碳素钢的焊接216

二、压力容器用低合金高强度钢及其焊接特点217

第二节 耐热钢压力容器的焊接220

一、压力容器用耐热钢及其焊接特点220

二、压力容器用耐热钢焊接材料的选用223

三、压力容器用耐热钢的焊接要点223

四、耐热钢压力容器的焊接实例225

第三节 低温钢压力容器的焊接226

一、压力容器用低温钢及其焊接特点226

二、压力容器用低温钢焊接材料的选用227

三、压力容器用低温钢的焊接要点227

四、低温钢压力容器的焊接实例228

第四节 不锈钢压力容器的焊接229

一、压力容器用不锈钢及其焊接特点229

二、压力容器用不锈钢焊接材料的选用230

三、压力容器用不锈钢的焊接要点231

四、压力容器用双相不锈钢的焊接232

五、不锈钢压力容器的焊接实例234

第五节 有色金属压力容器的焊接235

一、压力容器用镍基耐蚀合金的焊接235

二、压力容器用钛及钛合金的焊接236

三、压力容器用铝及铝合金的焊接237

四、压力容器用铜及铜合金的焊接238

第六节 压力容器中异种钢的焊接239

一、压力容器用异种钢及其焊接特点239

二、压力容器用异种钢的焊接工艺要点240

三、压力容器用复合钢板的焊接241

第七节 加氢反应器的焊接制造243

一、概述243

二、加氢反应器的焊接243

第八节 球罐的焊接制造250

一、球罐的组装250

二、球罐的现场焊接顺序和焊工工位的布置251

三、球罐焊缝返修及球壳板表面损伤的修补252

第九节 压力容器的现场组焊254

一、概述255

二、现场准备255

三、半成品、零部件及焊接材料的检查验收255

四、塔器的现场组装256

第十一章 压力管道的焊接259

第一节 压力管道材料259

一、压力管道管材的选用259

二、原材料的管理261

第二节 管道焊前准备262

一、焊接工艺评定及焊工考试262

二、对焊接技术人员的要求262

三、原材料的加工262

第三节 管道的焊接组装工艺263

一、管道组对的要求263

二、管道对接装配的对口器264

第四节 管道的焊接检验267

一、管道焊缝的外观质量检验267

二、管道焊缝的无损检测268

第五节 不同材料管道的焊接269

一、碳钢管道的焊接269

二、不锈钢管道的焊接270

三、耐热钢管道的焊接276

四、钛及钛合金管道的焊接280

五、铜及铜合金管道的焊接282

六、铝及铝合金管道的焊接282

七、镍及镍合金管道的焊接283

第六节 长输管道的焊接284

一、概述284

二、长输管道接头焊前的预热和焊缝热处理286

三、长输管道的焊接287

第七节 管道的工厂化预制292

一、概述292

二、管道预制的焊接生产线介绍292

第八节 塑料管道的焊接295

一、PE管道的特点296

二、PE管的焊接技术296

三、PE管的焊接质量控制302

四、PE管的焊接质量检验302

五、PE管的焊接工艺评定和焊工技能考试303

第九节 管道的在线焊接及修复306

一、压力管道的在线焊接306

二、管道缺陷的修复技术309

第十二章 机电类特种设备钢结构的焊接312

第一节 零件的备料312

一、材料的要求312

二、下料的准备312

三、下料的方法313

第二节 材料的表面处理320

一、材料的表面处理简述320

二、材料表面处理的方法320

第三节 钢结构的装配321

一、装配方法的分类322

二、装配的条件及基准322

三、装配的定位焊323

四、装配的测量323

五、装配的质量要求324

六、典型型材的装配324

第四节 装配工装及卡具325

一、工装夹具的分类和组成325

二、工装夹具的特点326

三、定位器326

四、夹紧机构327

五、夹具体329

第五节 桥式起重机的装配焊接330

一、桥式起重机的结构330

二、桥式起重机的技术要求331

三、盖板和腹板的组装焊接332

四、箱形主梁半成品的组装焊接332

五、主梁整体的组装焊接334

六、桥架的组装焊接336

第六节 门式起重机的组装焊接338

一、门式起重机的结构338

二、门式起重机桥架的组装焊接338

三、支腿的组装焊接340

四、下横梁的组装焊接341

第七节 塔式起重机的组装焊接343

一、塔式起重机的结构343

二、桁架的焊接生产343

第八节 其他特种设备的钢结构焊接345

一、电梯焊接的基本特点345

二、游乐设施焊接的基本特点345

三、客运索道焊接的基本特点348

第九节 钢结构焊接的通用焊接工艺349

一、焊接材料349

二、焊接环境349

三、焊接工艺评定及焊工考核349

四、预热和层间温度350

五、焊后消除应力350

六、临时焊缝、定位焊缝350

七、焊接接头和焊缝的尺寸公差350

八、焊缝的返修及补焊351

第十节 钢结构焊接变形的控制及矫正352

一、工字梁焊接变形的控制352

二、箱形梁焊接变形的控制353

三、焊接变形的火焰矫正354

第十一节 焊接质量检测355

一、外观检测356

二、内部质量的检测357

参考文献358