焊接手册 焊接方法及设备 第1卷 修订本 第3版2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载

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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4

1.3 焊接方法的选择7

1.4 焊接技术的新发展11

参考文献12

第1篇 电弧焊13

第2章 弧焊电源13

2.1 弧焊电源的负载特性——焊接电弧特性13

2.1.1 焊接电弧的静态特性13

2.1.2 焊接电弧的动特性14

2.2 弧焊电源基础知识15

2.2.1 基本特性与要求16

2.2.2 弧焊电源的伏安特性及选用原则16

2.2.3 弧焊电源的动特性17

2.2.4 负载持续率18

2.3 传统交流弧焊电源18

2.4 传统直流弧焊电源19

2.4.1 早期直流弧焊电源19

2.4.2 晶闸管式弧焊整流器19

2.4.3 晶闸管式交直流两用电源19

2.5 逆变式弧焊电源20

2.5.1 直流逆变电源基本原理20

2.5.2 逆变主电路21

2.5.3 逆变电源的关键器件23

2.5.4 逆变弧焊电源控制电路——模拟数字混合集成电路方式24

2.6 逆变弧焊电源的高级应用26

2.6.1 直流脉冲电源26

2.6.2 二次逆变交流方波电源26

2.7 数字化弧焊电源27

2.7.1 数字化弧焊电源的定义27

2.7.2 数字化焊接数据库和操作界面27

2.7.3 数字化焊接电源特性控制器28

2.7.4 数字化PWM控制器28

2.7.5 弧焊电源的脉冲制技术29

2.8 弧焊电源的电磁兼容技术29

2.9 弧焊电源安全认证30

2.9.1 中国产品认证30

2.9.2 CE认证30

2.9.3 北美认证30

2.9.4 日本产品认证31

2.9.5 德国产品认证31

2.9.6 认证工作的一般程序31

参考文献31

第3章 焊条电弧焊32

3.1 焊接电弧和熔滴过渡32

3.1.1 焊接电弧的静特性32

3.1.2 电弧的温度分布33

3.1.3 电弧偏吹33

3.1.4 焊条的熔滴过渡34

3.1.5 熔滴和熔池的作用力34

3.2 焊接设备35

3.2.1 基本焊接电路35

3.2.2 弧焊电源35

3.2.3 常用工具和辅具36

3.3 焊条38

3.3.1 焊条的组成及其作用38

3.3.2 焊条分类、型号和牌号40

3.3.3 焊条的选用原则42

3.3.4 常用钢材的焊条选用43

3.3.5 焊条的管理和使用44

3.3.6 焊条消耗量计算45

3.4 接头设计与准备47

3.4.1 接头的基本形式47

3.4.2 坡口的形式与制备47

3.4.3 焊缝衬垫49

3.4.4 焊接位置49

3.5 焊接参数50

3.5.1 焊条直径50

3.5.2 焊接电流51

3.5.3 电弧电压51

3.5.4 焊接速度52

3.5.5 焊缝层数52

3.5.6 热输入52

3.5.7 预热温度52

3.5.8 后热与焊后热处理52

3.6 焊接操作技术53

3.6.1 基本操作技术53

3.6.2 单面焊双面成形操作技术55

3.6.3 管道向下立焊技术56

3.7 焊条电弧焊的特殊方法58

3.7.1 重力焊58

3.7.2 躺焊59

3.8 常见的焊条电弧焊缺陷及防止措施59

3.8.1 焊缝形状缺陷及防止措施59

3.8.2 气孔、夹杂和夹渣及防止措施60

3.8.3 裂纹产生的原因及防止措施61

3.9 安全与防护技术61

3.9.1 防止触电61

3.9.2 防止弧光辐射62

3.9.3 防止火灾62

3.9.4 防止爆炸62

3.9.5 防止有毒气体和烟尘中毒62

参考文献62

第4章 埋弧焊63

4.1 埋弧焊原理及特点63

4.1.1 埋弧焊原理和应用63

4.1.2 埋弧焊的特点63

4.1.3 埋弧焊的应用64

4.2 埋弧焊电弧自动调节原理64

4.2.1 埋弧焊对自动调节的要求64

4.2.2 电弧自身调节系统65

4.2.3 电弧电压反馈调节系统66

4.3 埋弧焊设备68

4.3.1 埋弧焊设备的分类和结构68

4.3.2 埋弧焊电源70

4.3.3 埋弧焊辅助设备73

4.4 埋弧焊焊接参数及焊接技术75

4.4.1 影响焊缝形状及性能的因素75

4.4.2 自动埋弧焊工艺79

4.4.3 半自动埋弧焊工艺86

4.4.4 埋弧焊接头的基本形式87

4.5 埋弧焊主要缺陷及防止87

4.5.1 气孔87

4.5.2 裂纹87

4.5.3 夹渣88

4.6 埋弧焊材料——焊丝、焊剂及其选配89

4.6.1 焊丝89

4.6.2 焊剂89

参考文献97

第5章 钨极惰性气体保护焊98

5.1 钨极惰性气体保护焊的原理、分类及特点98

5.1.1 原理98

5.1.2 分类98

5.1.3 特点98

5.2 钨极惰性气体保护焊的电流种类及极性选择99

5.2.1 直流钨极氩弧焊99

5.2.2 交流钨极氩弧焊99

5.2.3 脉冲氩弧焊101

5.3 钨极氩弧焊设备103

5.3.1 焊接电源103

5.3.2 引弧及稳弧装置106

5.3.3 焊枪108

5.3.4 供气系统和水冷系统109

5.3.5 焊接程序控制装置110

5.3.6 典型TIG焊的焊机技术数据110

5.4 钨极和保护气体111

5.4.1 钨极111

5.4.2 保护气体112

5.5 焊接工艺113

5.5.1 接头及坡口形式113

5.5.2 工件和填充焊丝的焊前清理114

5.5.3 焊接参数的选取114

5.5.4 脉冲氩弧焊的参数选择原则及步骤118

5.5.5 操作技术120

5.5.6 加强气体保护作用的措施121

5.5.7 TIG焊常见缺陷产生的原因及预防措施121

5.6 特种钨极惰性气体保护焊122

5.6.1 TIG点焊122

5.6.2 热丝TIG焊123

5.6.3 双电极TIG焊124

5.6.4 管-管TIG焊124

5.6.5 空心阴极真空电弧焊125

5.6.6 活性TIG焊（A-TIG）126

5.7 安全技术126

5.7.1 TIG焊的有害因素126

5.7.2 安全防护措施126

5.8 生产实例127

5.8.1 铝合金包壳核燃料元件端盖密封焊接127

5.8.2 不锈钢薄板自动TIG焊127

5.8.3 啤酒发酵罐制造128

5.8.4 锅炉管道打底焊接129

5.8.5 铝镁合金对接垂直固定位置单面焊双面成形130

参考文献132

第6章 等离子弧焊及切割133

6.1 等离子弧工作原理133

6.1.1 等离子弧的工作形式133

6.1.2 等离子弧的类型134

6.1.3 等离子弧的电流极性134

6.2 等离子弧焊134

6.2.1 基本焊接方法134

6.2.2 等离子弧焊设备136

6.2.3 焊接材料142

6.2.4 焊接工装144

6.2.5 焊接工艺145

6.2.6 焊接缺陷148

6.3 等离子弧喷焊150

6.3.1 等离子弧喷焊的基本原理150

6.3.2 等离子弧喷焊的特点150

6.3.3 等离子弧喷焊的设备150

6.3.4 等离子弧喷焊的应用150

6.4 等离子弧切割151

6.4.1 工作原理与切割特点151

6.4.2 切割方法152

6.4.3 切割设备155

6.4.4 环境控制156

6.4.5 切割工艺156

6.4.6 切口质量158

6.5 安全防护技术159

6.5.1 防电击159

6.5.2 防电弧光辐射159

6.5.3 防灰尘与烟气159

6.5.4 防噪声159

6.5.5 防高频160

参考文献160

第7章 熔化极气体保护电弧焊161

7.1 概述161

7.2 基本原理162

7.2.1 焊丝的加热与熔化162

7.2.2 熔滴过渡162

7.3 设备166

7.3.1 焊接电流166

7.3.2 送丝系统168

7.3.3 焊枪及软管169

7.3.4 供气系统与冷却水系统171

7.3.5 控制系统171

7.3.6 自动气体保护焊设备178

7.3.7 设备的选择178

7.4 消耗材料179

7.4.1 焊丝179

7.4.2 保护气体179

7.5 焊接参数184

7.6 熔化极气体保护电弧焊的应用188

7.6.1 焊丝的选择188

7.6.2 保护气体的选择188

7.6.3 焊接参数的设定188

7.6.4 接头设计196

7.6.5 焊接设备选择196

7.7 熔化极气体保护焊的特殊应用196

7.7.1 气电立焊196

7.7.2 熔化极气体保护电弧点焊198

7.7.3 窄间隙焊接198

7.7.4 铝合金双脉冲MIG焊200

7.8 先进的低热输入焊接法201

7.8.1 低热输入冷弧焊法（Cold Arc）201

7.8.2 冷金属过渡气体保护焊法207

7.8.3 交流脉冲MIG焊210

7.9 焊接缺陷与防止方法213

参考文献215

第8章 药芯焊丝电弧焊216

8.1 概述216

8.1.1 药芯焊丝的发展216

8.1.2 药芯焊丝的分类216

8.1.3 药芯焊丝的特点218

8.2 焊接设备219

8.2.1 焊接电源219

8.2.2 送丝机220

8.2.3 焊枪220

8.2.4 其他220

8.3 焊接参数220

8.3.1 焊接电流、电弧电压221

8.3.2 焊丝伸出长度221

8.3.3 保护气体流量222

8.3.4 焊接速度222

8.4 焊接工艺222

8.4.1 接头准备222

8.4.2 接头的施焊222

8.5 药芯焊丝标准225

8.5.1 中国（GB）标准225

8.5.2 美国（AWS）标准227

8.5.3 日本（JIS）标准228

8.6 焊接质量228

参考文献229

第9章 水下焊接与切割230

9.1 水下焊接的特点与分类230

9.1.1 水下焊接的基本特点230

9.1.2 水下焊接分类231

9.2 湿法水下焊接233

9.2.1 水下焊条电弧焊233

9.2.2 其他湿法水下焊接237

9.2.3 湿法水下焊接的设计238

9.3 高压干法水下焊接240

9.3.1 高压焊接舱240

9.3.2 焊接方法242

9.3.3 高压干法水下焊接工艺245

9.3.4 压力舱焊接模拟器246

9.4 局部干法水下焊接247

9.4.1 水下局部排水半自动CO2焊（LD-CO2焊）247

9.4.2 其他局部干法水下焊接252

9.5 水下焊缝的性能指标及质量检验253

9.5.1 水下焊缝性能指标253

9.5.2 水下焊接常出现的缺陷及其防止措施254

9.5.3 水下焊缝的质量检验256

9.6 水下切割258

9.6.1 水下切割的发展及其分类258

9.6.2 水下氧-电弧切割260

9.6.3 其他水下切割方法262

9.7 水下焊接与切割安全技术及劳动卫生保护264

9.7.1 水下焊接与切割安全技术基本知识264

9.7.2 湿法水下焊接安全技术266

9.7.3 高压干法水下焊接安全技术266

9.7.4 水下切割安全技术266

9.7.5 水下焊接与切割劳动卫生保护267

9.8 水下焊接工程实例267

9.8.1 平台水下桩的焊接267

9.8.2 装焊牺牲阳极268

9.8.3 补焊采油平台沉箱破洞268

9.8.4 石油钻探平台的疲劳损伤修复269

9.8.5 水下管线的修理270

参考文献271

第10章 螺柱焊273

10.1 螺柱焊工艺与设备273

10.1.1 电容放电尖端引燃螺柱焊273

10.1.2 拉弧式螺柱焊275

10.1.3 螺柱焊工艺方法的选择278

10.1.4 自动螺柱焊系统279

10.2 螺柱焊焊接质量检验279

10.3 焊接专用螺柱284

第11章 碳弧气刨285

11.1 碳弧气刨的原理、特点及应用285

11.1.1 原理285

11.1.2 特点285

11.1.3 应用285

11.2 设备及材料285

11.2.1 电源285

11.2.2 气刨枪286

11.2.3 碳棒286

11.3 碳弧气刨工艺287

11.3.1 工艺参数及其影响287

11.3.2 低碳钢、合金钢及铸件的碳弧气刨287

11.3.3 碳弧气刨的操作288

11.4 常见缺陷及排除措施288

11.5 碳弧气刨的冶金作用288

11.6 自动碳弧气刨288

11.6.1 自动碳弧气刨的优点288

11.6.2 自动碳弧气刨设备288

11.7 碳弧水气刨289

11.7.1 碳弧水气刨设备289

11.7.2 碳弧水气刨工艺参数290

11.7.3 碳弧水气刨对材料组织的影响290

11.7.4 粉尘测定290

11.8 安全技术290

参考文献290

第12章 高效电弧焊焊接方法与技术291

12.1 绪论291

12.1.1 概述291

12.1.2 高效焊接的常见问题291

12.2 高效焊接的主要解决办法293

12.2.1 改变焊接材料293

12.2.2 现有焊接工艺的优化295

12.2.3 新型焊接工艺297

12.3 单丝高速焊接工艺297

12.3.1 高速焊接工艺的实现方式297

12.3.2 单丝高速焊接工艺297

12.3.3 单丝高速焊接工艺的典型工艺规范298

12.4 双丝高速焊接工艺300

12.4.1 双丝焊简介300

12.4.2 双丝高速气体保护焊工艺300

12.5 激光-MIG复合焊306

12.5.1 激光-电弧复合焊的优点306

12.5.2 激光-电弧复合焊的原理307

12.5.3 激光-电弧复合热源分类308

12.5.4 激光与电弧的复合方法308

12.5.5 激光-MIG/MAG电弧复合焊的电弧形态及熔滴过渡310

12.5.6 影响激光与MIG/MAG复合热源焊接的主要工艺因素312

12.6 TIG-MIG的复合焊接313

12.6.1 DE-GMAW焊原理及特点313

12.6.2 DE-GMAW的焊枪结构及典型电弧特性314

12.6.3 DE-GMAW焊的应用315

12.7 等离子弧-MIG/MAG焊315

12.7.1 等离子弧-MIG焊的特点315

12.7.2 等离子弧-MIG焊设备316

12.7.3 等离子弧-MIG焊原理317

12.7.4 等离子弧-MIG焊技术的应用318

12.8 A-TIG焊319

12.8.1 A-TIG焊原理及特点319

12.8.2 应用实例320

参考文献321

第2篇 电阻焊323

引言323

第13章 点焊328

13.1 点焊电极328

13.1.1 电极材料328

13.1.2 电极结构328

13.1.3 电极握杆331

13.2 点焊方法和工艺332

13.2.1 点焊方法332

13.2.2 点焊焊接参数选择333

13.2.3 不等厚度和不同材料的点焊334

13.3 点焊的接头设计334

13.4 常用金属的点焊335

13.4.1 电阻焊前的工件清理335

13.4.2 低碳钢的点焊336

13.4.3 淬火钢的点焊336

13.4.4 镀层钢板的点焊337

13.4.5 不锈钢板的点焊339

13.4.6 高温合金的点焊339

13.4.7 铝合金的点焊340

13.4.8 铜和铜合金的点焊341

13.4.9 钛合金的点焊342

13.4.10 铝合金的胶接点焊342

第14章 缝焊344

14.1 缝焊的电极344

14.2 缝焊方法344

14.3 缝焊工艺346

14.3.1 焊接参数对缝焊质量的影响346

14.3.2 缝焊焊接参数的选择347

14.4 缝焊接头的设计347

14.5 常用金属的缝焊348

14.5.1 低碳钢的缝焊348

14.5.2 淬火合金钢的缝焊348

14.5.3 镀层钢板的缝焊348

14.5.4 不锈钢和高温合金的缝焊349

14.5.5 有色金属的缝焊351

第15章 凸焊352

15.1 凸焊电极、模具和夹具352

15.1.1 电极材料352

15.1.2 电极设计352

15.1.3 焊接模具和夹具352

15.2 凸焊的工艺特点和焊接参数353

15.2.1 凸焊的工艺特点353

15.2.2 凸焊的焊接参数353

153凸焊接头和凸点设计354

15.3.1 凸焊接头设计354

15.3.2 凸点设计354

15.4 常用金属的凸焊357

15.4.1 低碳钢的凸焊357

15.4.2 镀层钢板的凸焊358

15.4.3 贴聚氯乙烯塑料面钢板的凸焊358

15.4.4 其他金属材料的凸焊359

第16章 对焊361

16.1 电阻对焊361

16.1.1 电阻对焊的电阻和加热361

16.1.2 电阻对焊的焊接循环、焊接参数和工件准备362

16.2 闪光对焊363

16.2.1 闪光对焊的两个阶段363

16.2.2 闪光对焊的电阻和加热363

16.2.3 闪光对焊的焊接循环、焊接参数和工件准备364

16.2.4 常用金属的闪光对焊366

16.3 典型工件的对焊369

16.3.1 小截面工件的对焊369

16.3.2 杆件对焊369

16.3.3 管子对焊370

16.3.4 薄板对焊371

16.3.5 环形件对焊371

16.3.6 刀具对焊372

16.4 闪光对焊的几种方法373

16.5 冲击焊373

16.6 电热铆和电热镦锻374

16.6.1 电热铆374

16.6.2 电热镦锻374

16.7 电阻切割375

参考文献376

第17章 电阻焊设备377

17.1 电阻焊设备分类及主要技术条件377

17.1.1 电阻焊设备的分类和组成377

17.1.2 电阻焊设备的通用技术条件378

17.2 电阻焊设备的主电源及电气性能379

17.2.1 单相工频焊机379

17.2.2 二次整流焊机381

17.2.3 三相低频焊机382

17.2.4 电容储能焊机383

17.2.5 逆变式焊机（变频焊机）383

17.3 点焊机和凸焊机384

17.3.1 圆弧运动式点焊机384

17.3.2 垂直运动式点/凸焊机384

17.3.3 移动式焊机385

17.3.4 多点焊机386

17.3.5 典型点焊机和凸焊机的主要技术参数及选用原则386

17.4 缝焊机387

17.4.1 横向缝焊机387

17.4.2 纵向缝焊机387

17.4.3 通用缝焊机388

17.4.4 典型缝焊机的主要技术参数和选用原则388

17.5 闪光对焊机和电阻对焊机389

17.5.1 闪光对焊机389

17.5.2 电阻对焊机390

17.5.3 典型对焊机的主要技术参数和选用原则391

17.6 电阻焊机的电极391

17.6.1 电极材料391

17.6.2 电极结构391

17.7 电阻焊机的控制装置394

17.7.1 主电力开关及触发器394

17.7.2 程序转换定时器394

17.7.3 热量控制器394

17.7.4 故障显示和自诊断等其他功能395

17.7.5 电阻焊机的群控及网络化控制396

17.7.6 典型控制设备的主要技术参数396

17.8 电阻焊机的安装、调试、保养和安全使用397

17.8.1 电阻焊机的安装397

17.8.2 电阻焊机的调试399

17.8.3 电阻焊机的维护保养399

17.8.4 常见故障和排除400

17.8.5 电阻焊机的安全使用400

参考文献400

第18章 电阻焊质量检验及监控401

18.1 电阻焊质量检验401

18.1.1 概述401

18.1.2 电阻焊的检验方法与检验内容401

18.1.3 电阻焊的工件尺寸要求401

18.1.4 电阻焊的接头缺陷403

18.1.5 电阻焊的接头强度406

18.1.6 电阻焊机稳定性鉴定408

18.2 电阻焊质量监控技术409

18.2.1 概述409

18.2.2 恒电流监控409

18.2.3 动态电阻监控411

18.2.4 能量监控412

18.2.5 其他质量监控技术413

18.2.6 点焊质量监控新技术415

18.2.7 闪光对焊质量监控技术415

参考文献417

第3篇 高能束焊418

引言418

第19章 电子束焊422

19.1 概述422

19.2 电子束焊的工作原理和分类423

19.2.1 电子束焊的工作原理423

19.2.2 电子束焊的分类423

19.3 电子束焊的设备和装置425

19.3.1 电子枪425

19.3.2 供电电源426

19.3.3 真空系统428

19.3.4 真空室429

19.3.5 运动系统430

19.3.6 电气控制系统430

19.3.7 辅助系统430

19.3.8 电子束焊接装置的几种形式432

19.4 电子束焊的接头设计和焊接工艺433

19.4.1 焊接接头设计433

19.4.2 辅助工序434

19.4.3 焊接工艺435

19.4.4 焊接参数的选择436

19.5 几种材料的电子束焊437

19.5.1 钢437

19.5.2 铝和铝合金438

19.5.3 钛和钛合金438

19.5.4 铜和铜合金438

19.5.5 镁合金439

19.5.6 难熔金属439

19.5.7 金属间化合物439

19.5.8 异种金属439

19.6 应用439

19.7 安全防护441

参考文献442

第20章 激光焊接与切割443

20.1 激光产生的基本原理443

20.1.1 能级与辐射跃迁443

20.1.2 自发辐射、受激辐射和受激吸收443

20.1.3 泵浦与粒子数反转444

20.1.4 激光的形成过程444

20.1.5 激光的纵模与横模444

20.1.6 激光的特点445

20.2 激光焊设备445

20.2.1 激光焊设备的组成445

20.2.2 C02气体激光器446

20.2.3 YAG固体激光器447

20.2.4 其他激光器449

20.2.5 焊接（含切割）用激光器的特点450

20.3 激光焊原理及分类450

20.3.1 激光焊分类450

20.3.2 激光焊原理450

20.3.3 激光焊焊接过程中的几种效应451

20.3.4 激光焊等离子体负面效应的抑制452

20.4 激光深熔焊452

20.4.1 激光深熔焊焊接设备的选择452

20.4.2 深熔焊的接头设计453

20.4.3 焊接参数及其对熔深的影响453

20.4.4 金属材料的激光焊456

20.4.5 非金属材料的激光焊458

20.4.6 激光焊复合技术458

20.5 激光热传导焊459

20.5.1 传导焊的接头设计459

20.5.2 焊接参数的选择460

20.5.3 激光钎焊462

20.6 激光焊应用实例463

20.7 激光切割464

20.7.1 激光切割的特点464

20.7.2 激光切割的机理及分类464

20.7.3 激光切割设备464

20.7.4 影响切割质量的因素465

20.7.5 脉冲激光切割469

20.8 激光焊接与切割的安全防护470

20.8.1 激光辐射的危害470

20.8.2 激光危害的工程控制470

20.8.3 激光危害的个人防护471

参考文献471

第4篇 钎焊473

第21章 钎焊方法及工艺473

21.1 钎焊基本原理及特点473

21.2 液态钎料对母材的润湿与铺展473

21.2.1 液态钎料对母材的润湿作用473

21.2.2 液态钎料在母材表面的铺展474

21.2.3 液态钎料与母材的反应润湿474

21.2.4 影响钎料润湿与铺展的因素475

21.3 液态钎料的填缝过程477

21.3.1 液态钎料的毛细流动477

21.3.2 液态钎料的实际填缝过程478

21.4 钎焊接头的形成479

21.4.1 钎焊接头的结构479

21.4.2 不同类型钎焊接头的形成479

21.4.3 影响钎焊接头形成的因素480

21.5 钎焊方法480

21.5.1 炉中钎焊480

21.5.2 火焰钎焊483

21.5.3 浸渍钎焊484

21.5.4 电阻钎焊485

21.5.5 感应钎焊486

21.5.6 其他钎焊方法487

21.5.7 各种钎焊方法的比较489

21.6 钎焊工艺489

21.6.1 钎焊工艺步骤489

21.6.2 工件表面准备489

21.6.3 装配和固定491

21.6.4 钎料的放置491

21.6.5 涂阻流剂491

21.6.6 钎焊参数492

21.6.7 钎焊后清洗493

21.6.8 工件的升温速度和冷却速度493

21.6.9 钎焊接头的保温处理和结构的均匀化493

21.6.10 熔析与溶蚀494

21.7 钎焊接头设计494

21.7.1 钎焊接头的基本形式494

21.7.2 钎焊接头形式与载荷的关系496

21.7.3 接头的工艺性设计497

21.7.4 接头间隙497

21.8 钎焊接头的质量检验497

21.8.1 钎焊接头的缺陷497

21.8.2 钎焊接头缺陷的检验方法498

参考文献498

第22章 钎焊材料500

22.1 概述500

22.1.1 钎焊材料分类方法500

22.1.2 钎焊材料国家标准及行业标准502

22.2 软钎料502

22.2.1 锡基及铅基软钎料502

22.2.2 锌基钎料和镉基钎料509

22.2.3 金基软钎料510

22.2.4 其他低熔点软钎料510

22.2.5 无铅软钎料512

22.3 硬钎料515

22.3.1 银钎料515

22.3.2 铜基钎料515

22.3.3 铝基钎料517

22.3.4 锰基钎料518

22.3.5 镍基钎料518

22.3.6 金基钎料520

22.3.7 含钯钎料521

22.3.8 真空级钎料521

22.3.9 其他钎料521

22.3.10 钎料的选择524

22.4 钎剂524

22.4.1 软钎剂525

22.4.2 硬钎剂528

22.4.3 铝及铝合金用钎剂529

22.4.4 免清洗钎剂531

参考文献532

第23章 材料的钎焊533

23.1 材料的钎焊性533

23.2 铝及铝合金的钎焊533

23.2.1 钎焊性533

23.2.2 钎焊材料534

23.2.3 钎焊技术535

23.3 铜及铜合金的钎焊536

23.3.1 钎焊性536

23.3.2 钎焊材料536

23.3.3 钎焊技术537

23.4 碳钢和低合金钢的钎焊538

23.4.1 钎焊性538

23.4.2 钎焊材料538

23.4.3 钎焊技术539

23.5 不锈钢的钎焊539

23.5.1 钎焊性539

23.5.2 钎焊材料539

23.5.3 钎焊技术541

23.6 铸铁的钎焊541

23.6.1 钎焊性541

23.6.2 钎焊材料541

23.6.3 钎焊技术542

23.7 工具钢和硬质合金的钎焊542

23.7.1 钎焊性542

23.7.2 钎焊材料542

23.7.3 钎焊技术543

23.8 活性金属的钎焊543

23.8.1 钎焊性543

23.8.2 钎焊材料544

23.8.3 钎焊技术544

23.9 难熔金属的钎焊545

23.9.1 钎焊性545

23.9.2 钎料选择545

23.9.3 钎焊技术546

23.10 贵金属的钎焊547

23.10.1 钎焊性547

23.10.2 贵金属触头的钎焊547

23.10.3 贵金属导电膜的钎焊548

23.11 石墨和金刚石的钎焊548

23.11.1 钎焊性548

23.11.2 钎料选择548

23.11.3 钎焊技术549

23.12 高温合金的钎焊550

23.12.1 钎焊性550

23.12.2 钎焊材料550

23.12.3 钎焊技术551

23.13 陶瓷与金属的钎焊552

23.13.1 钎焊性552

23.13.2 钎料选择552

23.13.3 钎焊技术553

23.14 金属间化合物的钎焊554

23.14.1 Ti3 Al基合金的钎焊555

23.14.2 TiAl基合金的钎焊555

23.15 铝基复合材料的钎焊557

23.15.1 纤维增强铝基复合材料的钎焊557

23.15.2 颗粒增强铝基复合材料的钎焊558

参考文献559

第5篇 其他焊接方法561

第24章 电渣焊及电渣压力焊561

24.1 电渣焊过程、特点、种类及适用范围561

24.1.1 电渣焊过程561

24.1.2 电渣焊特点561

24.1.3 电渣焊种类562

24.1.4 电渣焊的适用范围563

24.2 电渣焊设备566

24.2.1 丝极电渣焊设备566

24.2.2 熔嘴电渣焊设备569

24.3 电渣焊焊接材料570

24.3.1 电极570

24.3.2 焊剂571

24.3.3 管极涂料571

24.4 接头设计与坡口制备572

24.4.1 接头设计572

24.4.2 坡口制备572

24.5 电渣焊工艺及操作技术574

24.5.1 焊前准备574

24.5.2 焊接过程的操作577

24.5.3 焊接参数579

24.6 电渣焊接头的常见缺陷及质量检验586

24.6.1 电渣焊接头的常见缺陷586

24.6.2 电渣焊接头的质量检验586

24.7 电渣焊安全技术587

24.8 电渣焊结构的生产实例588

24.9 电渣压力焊的基本原理590

24.9.1 名词解释590

24.9.2 焊接过程590

24.9.3 焊接接头特征591

24.10 钢筋电渣压力焊机的特点和适用范围591

24.11 电渣压力焊设备592

24.11.1 钢筋电渣压力焊机的分类592

24.11.2 焊接电源592

24.11.3 焊接夹具592

24.11.4 控制箱593

24.11.5 几种钢筋电渣压力焊机593

24.11.6 辅助设施594

24.12 焊剂595

24.12.1 焊剂的作用595

24.12.2 焊剂的分类和牌号编制方法595

24.12.3 几种常用焊剂595

24.12.4 国家标准焊剂型号595

24.12.5 YD40—Ⅲ型钢筋电渣压力焊专用焊剂596

24.13 电渣压力焊工艺596

24.13.1 操作要求596

24.13.2 电渣压力焊参数597

24.13.3 焊接缺陷及消除措施597

24.14 接头的组织和性能597

24.14.1 电渣压力焊接头金相组织597

24.14.2 焊接接头拉伸性能598

24.14.3 焊接接头冲击韧度599

24.14.4 焊接接头抗振性能599

24.14.5 焊接接头硬度599

24.15 接头质量检查与验收599

24.15.1 接头质量检查599

24.15.2 外观检查质量要求599

24.15.3 拉伸试验质量要求599

24.16 生产应用实例600

24.16.1 212m四筒烟囱工程中的应用600

24.16.2 20MnSiV钢筋电渣压力焊的应用600

24.16.3 采用钢筋电渣压力焊的优越性600

参考文献600

第25章 高频焊602

25.1 高频焊的方法基础602

25.1.1 高频焊的基本原理602

25.1.2 高频焊的特点及分类604

25.2 各种金属管的纵缝高频焊605

25.2.1 高频焊制管的原理605

25.2.2 焊接参数的选择606

25.2.3 高频焊接制管设备609

25.2.4 其他材质管的纵缝高频焊焊接特点612

25.3 高频焊的其他应用613

25.3.1 薄壁管搭接纵缝的高频焊613

25.3.2 管材螺旋接缝的高频焊613

25.3.3 散热片与管的高频焊614

25.3.4 电缆套管纵缝的高频焊614

25.3.5 结构型材纵缝的高频焊615

25.3.6 管子的高频对焊615

25.3.7 板（带）材的高频对焊616

25.3.8 高频熔焊的应用616

25.4 焊接质量及检验617

25.4.1 高频焊常见的缺陷617

25.4.2 焊接质量的自动控制622

25.4.3 焊接质量检验622

25.5 安全技术623

参考文献624

阅读资料624

第26章 气焊与气割625

26.1 气焊用气体及装备625

26.1.1 气体及钢瓶625

26.1.2 焊炬、焊嘴及回火防止器625

26.1.3 减压器627

26.2 气焊工艺628

26.2.1 气焊火焰628

26.2.2 气焊参数629

26.3 气焊材料630

26.4 气割工艺631

26.4.1 氧乙炔切割631

26.4.2 氧丙烷切割632

26.4.3 用于气割的其他燃气633

26.4.4 优质快速火焰切割633

26.4.5 影响切割质量及切割过程的因素634

26.4.6 薄板切割635

26.4.7 大厚度钢材的切割636

26.5 气割设备639

26.5.1 手扶式半自动切割机639

26.5.2 半自动切割机639

26.5.3 仿形切割机639

26.5.4 H型钢切割机641

26.5.5 多向切割机（全位置切割机）641

26.5.6 管子切割机642

26.5.7 钢管马鞍形孔切割机643

26.5.8 钢管桩切割机643

26.5.9 钢锭切割机643

26.5.10 数控火焰切割机644

26.5.11 数控多头直条气割机645

26.6 其他热切割方法645

26.6.1 水解氢氧火焰气割法645

26.6.2 氧-熔剂切割法646

26.6.3 氧矛穿孔和切割648

26.6.4 火焰气刨648

26.6.5 火焰表面清理649

26.6.6 金属极电弧切割和刨槽法649

26.6.7 电弧锯切割法649

26.7 特殊材料的切割650

26.7.1 不锈钢的切割650

26.7.2 铸铁的切割651

26.7.3 铝及其合金的切割651

26.7.4 钛及其合金的切割652

26.7.5 镁合金的切割652

26.7.6 陶瓷的切割652

26.7.7 混凝土的切割653

26.7.8 岩石的穿孔653

参考文献653

第27章 气压焊654

27.1 定义和一般描述654

27.2 基本原理654

27.2.1 固态气压焊654

27.2.2 熔态气压焊655

27.3 气压焊设备655

27.4 主要应用655

27.4.1 钢轨焊接656

27.4.2 钢筋焊接657

27.5 接头力学性能660

27.6 焊接接头检验660

27.6.1 钢轨气压焊检验660

27.6.2 钢筋气压焊检验661

参考文献662

第28章 铝热焊（热剂焊）663

28.1 铝热焊方法的原理与特点663

28.2 铝热焊材料664

28.2.1 铝热焊剂664

28.2.2 砂型664

28.2.3 坩埚664

28.2.4 衬管665

28.3 铝热焊剂的点燃665

28.4 应用实例665

28.4.1 钢轨的焊接665

28.4.2 轧辊的铸接669

28.4.3 钢轨接续线的焊接669

28.4.4 电气工程中的铝热焊669

参考文献670

第29章 爆炸焊671

29.1 爆炸焊原理及结合区波形成原理671

29.1.1 爆炸焊原理671

29.1.2 结合区波形成原理672

29.2 可爆炸焊的金属材料672

29.3 爆炸焊方法及工艺安装673

29.3.1 爆炸焊方法673

29.3.2 爆炸焊工艺安装673

29.4 爆炸焊工艺675

29.4.1 爆炸焊工艺步骤675

29.4.2 爆炸焊参数676

29.5 爆炸焊缺陷和检验676

29.5.1 爆炸焊缺陷676

29.5.2 爆炸焊检验677

29.6 爆炸焊应用679

29.7 爆炸焊安全683

参考文献683

阅读资料684

第30章 摩擦焊685

30.1 摩擦焊原理及特点685

30.1.1 摩擦焊原理685

30.1.2 摩擦焊的特点685

30.2 摩擦焊的分类686

30.2.1 连续驱动摩擦焊686

30.2.2 惯性摩擦焊687

30.2.3 混合型旋转摩擦焊687

30.2.4 相位摩擦焊687

30.2.5 径向摩擦焊688

30.2.6 摩擦堆焊688

30.2.7 轨道摩擦焊688

30.2.8 线性摩擦焊与搅拌摩擦焊689

30.2.9 嵌入摩擦焊689

30.2.10 第三体摩擦焊690

30.2.11 其他方法690

30.3 摩擦焊设备690

30.3.1 普通型连续驱动摩擦焊机690

30.3.2 惯性摩擦焊机693

30.4 摩擦焊工艺693

30.4.1 接头设计693

30.4.2 连续驱动摩擦焊的焊接参数694

30.4.3 惯性摩擦焊工艺697

30.5 材料摩擦焊的焊接性698

30.5.1 影响材料摩擦焊焊接性的因素698

30.5.2 同种和异种材质的摩擦焊焊接性698

30.6 摩擦焊焊接参数的检测700

30.6.1 焊接参数的分类700

30.6.2 摩擦开始信号的选取700

30.6.3 变形量的测量700

30.6.4 主轴转速和压力的测量700

30.6.5 接头温度的测量700

30.6.6 摩擦转矩的测量700

30.7 摩擦焊质量控制701

30.7.1 摩擦焊接头缺陷及产生原因701

30.7.2 焊接参数控制701

30.8 摩擦焊过程的微型计算机控制702

30.8.1 液压系统的可控性702

30.8.2 电液转换及执行机构703

30.8.3 计算机控制实例703

30.9 应用实例703

30.10 备受关注的两种摩擦焊——线性摩擦焊和搅拌摩擦焊706

30.10.1 线性摩擦焊706

30.10.2 搅拌摩擦焊707

参考文献712

第31章 变形焊714

31.1 概述714

31.1.1 变形焊的实质714

31.1.2 变形焊接头形式714

31.1.3 变形焊的特点及应用715

31.2 冷压焊715

31.2.1 保证冷压焊质量的三要素716

31.2.2 冷压焊模具及冷压焊设备718

31.2.3 应用722

31.3 热压焊724

31.3.1 热压焊方法分类725

31.3.2 热压焊微型件——金丝引线725

31.4 超高真空变形焊727

31.4.1 超高真空变形焊的工艺要点727

31.4.2 超高真空压焊的特点727

参考文献727

第32章 超声波焊接729

32.1 超声波焊的工作原理、特点及种类729

32.1.1 超声波焊的工作原理729

32.1.2 超声波焊的特点729

32.1.3 超声波焊的种类729

32.2 超声波焊接头的形成及其组织与性能731

32.2.1 超声波焊接头的形成731

32.2.2 材料的焊接性及接头的组织与性能732

32.3 焊接工艺734

32.3.1 接头设计734

32.3.2 焊接参数735

32.3.3 焊接参数的选择737

32.4 超声波焊在工业生产中的应用738

32.4.1 航空、航天738

32.4.2 电子工业738

32.4.3 电器工业739

32.4.4 新材料工业739

32.4.5 塑料739

32.5 超声波焊焊接设备740

32.5.1 概述740

32.5.2 超声波焊焊接设备的组成740

32.5.3 超声波发生器740

32.5.4 声学系统741

32.5.5 加压结构743

32.5.6 超声波焊的焊机型号及主要技术参数743

参考文献743

第33章 扩散焊744

33.1 扩散焊的种类和方法744

33.1.1 扩散焊的种类744

33.1.2 扩散焊的方法745

33.2 扩散焊的原理745

33.2.1 同种金属扩散焊的模型746

33.2.2 过渡液相扩散焊过程747

33.2.3 其他扩散焊问题748

33.3 扩散焊设备749

33.4 扩散焊工艺751

33.4.1 工件待焊表面的制备和清理751

33.4.2 中间层材料的选择752

33.4.3 隔离剂752

33.4.4 焊接参数752

33.5 扩散焊接头形式、质量及检测755

33.5.1 接头形式755

33.5.2 力学性能755

33.5.3 缺陷755

33.5.4 检测755

33.6 扩散焊的应用757

33.6.1 钛合金的扩散焊757

33.6.2 镍基合金的扩散焊758

33.6.3 异种材料的扩散焊758

33.6.4 新型高温材料的扩散焊758

33.6.5 特殊结构的扩散焊759

参考文献759

第34章 堆焊761

34.1 概述761

34.2 堆焊材料761

34.2.1 堆焊金属的服役环境761

34.2.2 堆焊合金类型763

34.2.3 堆焊合金的选择767

34.2.4 应用举例768

34.3 堆焊方法769

34.3.1 堆焊的特点及堆焊方法的选择769

34.3.2 氧乙炔堆焊770

34.3.3 焊条电弧堆焊770

34.3.4 埋弧堆焊771

34.3.5 熔化极气体保护及自保护电弧堆焊773

34.3.6 钨极氩弧堆焊775

34.3.7 等离子弧堆焊775

34.3.8 电渣堆焊777

34.3.9 激光堆焊777

34.3.10 摩擦堆焊777

34.3.11 包覆堆焊778

34.3.12 高频堆焊778

参考文献779

第35章 热喷涂780

35.1 表面工程与热喷涂780

35.2 热喷涂方法及设备781

35.2.1 热喷涂的原理及分类781

35.2.2 火焰喷涂782

35.2.3 电弧喷涂785

35.2.4 等离子弧喷涂787

35.2.5 特种热源喷涂789

35.3 热喷涂材料791

35.4 热喷涂工艺792

35.4.1 工件表面制备792

35.4.2 预热793

35.4.3 喷涂工作层793

35.4.4 喷后处理794

35.4.5 热喷涂实例795

35.5 喷熔796

35.6 涂层性能检验797

35.6.1 喷涂层结合强度试验797

35.6.2 喷涂层孔隙率测定799

35.6.3 涂层接触疲劳试验方法800

35.6.4 吸波涂层电磁波反射率测定方法800

35.7 表面工程的技术设计及涂层设计801

参考文献804

第36章 胶接805

36.1 胶粘剂805

36.1.1 胶粘剂概述805

36.1.2 胶粘剂的选择806

36.2 胶接接头的设计809

36.2.1 基本原则809

36.2.2 接头设计的几个重要问题809

36.3 表面处理810

36.3.1 表面处理的作用和过程810

36.3.2 不同材料的表面处理方法810

36.4 胶接工艺811

36.4.1 胶接工艺过程和方法811

36.4.2 基本工艺参数811

36.4.3 胶接质量控制812

36.5 胶粘剂和胶接性能测定812

36.5.1 胶粘剂的物理化学性能测定812

36.5.2 力学性能检测812

36.5.3 无损检测812

36.6 应用实例813

参考文献813

第6篇 焊接过程自动化技术814

第37章 焊接电弧控制技术814

37.1 熔化极脉冲氩弧焊电弧控制技术814

37.1.1 阶梯形外特性对脉冲电弧的控制作用814

37.1.2 离散采样的脉冲电弧闭环控制系统815

37.1.3 熔化极脉冲氩弧焊电弧自适应控制816

37.1.4 铝合金双脉冲熔化极氩弧焊技术817

37.2 CO2焊接电弧控制技术817

37.2.1 基于时变输出特性的短路过渡CO2焊接817

37.2.2 基于多折线阶梯形外特性的CO2焊接电弧控制818

37.2.3 短路过渡CO2焊接恒频自适应控制819

37.2.4 短路过渡CO2焊接熔滴尺寸控制技术821

37.3 焊接电弧弧长（弧压）时间最优控制824

37.3.1 弧长最小时间控制器824

37.3.2 控制器参数在线修正825

37.3.3 工程应用825

37.4 弧焊逆变电源本脉冲控制技术825

37.4.1 本脉冲PWM控制技术的基本原理825

37.4.2 输出特性双闭环反馈PWM控制系统826

第38章 焊接传感器及伺服装置828

38.1 焊接传感器及自动跟踪系统概述828

38.1.1 焊接传感器的分类828

38.1.2 焊缝位置自动跟踪传感器的分类829

38.1.3 焊缝自动跟踪传感器的附加跟踪误差830

38.1.4 焊缝自动跟踪传感器系统830

38.2 传统附加式焊接传感器831

38.2.1 机械接触式传感器831

38.2.2 电磁感应式传感器833

38.2.3 涡流式传感器及其应用833

38.3 焊接视觉传感器833

38.3.1 常用焊接信息的视觉传感833

38.3.2 焊接信息视觉传感器的基本原理834

38.3.3 焊接信息视觉传感器在焊缝跟踪中的应用837

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840

38.3.5 视觉传感器在智能机器人焊接中的应用844

38.4 焊接电弧传感器850

38.4.1 电弧传感的基本原理850

38.4.2 摆动扫描式电弧传感器及其应用851

38.4.3 旋转扫描式电弧传感器及其应用852

38.5 伺服装置856

38.5.1 伺服电动机856

38.5.2 电伺服系统框图858

参考文献858

第39章 焊接过程的数字化监测和控制技术860

39.1 焊接过程数字化监测和控制系统构成860

39.1.1 数字化控制和信息处理器件861

39.1.2 数字化控制和信息处理系统863

39.1.3 数字化输入/输出通道866

39.1.4 数字化系统的可靠性与抗干扰技术872

39.2 焊接参数和焊接瞬态过程监测874

39.2.1 焊接参数监测系统874

39.2.2 焊接瞬态过程的数字化测试876

39.3 焊接过程的数字化自动控制876

39.3.1 对焊接过程的程序进行控制876

39.3.2 记忆典型的焊接参数877

39.3.3 控制焊接或切割的轨迹877

39.3.4 弧焊过程的闭环反馈控制877

39.4 焊接质量控制879

39.4.1 电阻点焊、缝焊过程的数字化控制879

39.4.2 基于电弧及熔池图像处理的焊接质量控制880

39.5 数据库与专家系统在焊接自动化中的应用881

39.5.1 焊接自动化中的数据库技术881

39.5.2 专家系统在焊接自动化中的应用882

39.6 计算机在焊接自动化中的其他应用885

39.6.1 焊接自动化中的集散控制系统885

39.6.2 焊接自动化中的网络技术888

39.6.3 CAD/CAM在焊接自动化中的应用891

39.6.4 柔性制造系统在焊接自动化中的应用893

第40章 焊接机器人895

40.1 概述895

40.1.1 新一代自动焊接的手段895

40.1.2 工业机器人的定义和分代概念895

40.1.3 工业机器人主要名词术语895

40.2 工业机器人工作原理及其基本构成896

40.2.1 工业机器人工作原理896

40.2.2 工业机器人的基本构成897

40.3 典型焊接机器人及其系统902

40.3.1 点焊机器人902

40.3.2 弧焊机器人906

40.3.3 焊接机器人主要技术指标912

40.4 机器人焊接智能化技术913

40.4.1 机器人焊接智能化系统技术组成913

40.4.2 机器人焊接任务规划软件设计技术914

40.4.3 机器人焊接传感技术915

40.4.4 机器人焊接的焊缝跟踪与导引技术915

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915

40.4.6 智能化机器人焊接柔性制造单元/系统917

40.5 移动式焊接机器人918

40.5.1 移动机器人的特点918

40.5.2 移动机器人的分类918

40.5.3 无轨道全位置爬行式焊接机器人919

40.5.4 轮式移动焊接机器人922

40.5.5 一种轮足组合越障爬壁移动自主焊接机器人系统924

参考文献925

阅读资料925

第41章 遥控焊接技术927

41.1 概述927

41.1.1 遥控焊接的定义927

41.1.2 遥控焊接分类927

41.1.3 遥控焊接的特点928

41.1.4 主要应用930

41.2 遥控焊接的信息传感931

41.2.1 视觉信息传感931

41.2.2 立体视觉技术932

41.2.3 力觉信息传感933

41.3 遥控焊接的人机交互接口935

41.3.1 遥控焊接的主端输入设备935

41.3.2 遥控焊接的图形仿真环境935

41.3.3 遥控焊接的人机界面935

41.4 遥控焊接的运动控制936

41.4.1 遥控焊接的运动控制模式936

41.4.2 遥控焊接的运动控制策略937

41.5 焊接遥控操作机器人系统的结构937

41.5.1 主从结构937

41.5.2 多模式遥控焊接系统938

41.5.3 多智能体的体系结构940

参考文献941

第42章 专用自动化焊接设备943

42.1 概述943

42.2 专用自动化焊接设备的种类943

42.3 专用自动化焊接设备的构成943

42.4 专用自动化焊接设备的设计944

42.4.1 专用自动化焊接设备的系统设计944

42.4.2 专用自动化焊接设备的机械结构设计944

42.4.3 专用自动化焊接设备的电气控制设计948

42.4.4 焊接电源和送丝机选配952

42.4.5 焊接过程自动化控制器件953

42.5 简易型专用自动化焊接设备954

42.6 特种专用自动化焊接设备963