焊接缺陷分析与对策(第二版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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李亚江 著

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出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122182746

版次：2

商品编码：11399830

包装：平装

开本：16开

出版时间：2014-02-01

页数：366

正文语种：中文

编辑推荐

　　

本书的特点是注重实践和实用性内容的阐述，内容系统而全面，资料新。

内容简介

焊接缺陷分析与防止在工程结构制造中是一个重要的方面。本书的特点是具有先进性和实用性，针对性强，除了阐明各类焊接缺陷(如气孔、夹杂物、冷裂纹、热裂纹、焊接变形、脆性断裂等)的特征外，能帮助读者了解产生焊接缺陷的原因，如何进行分析和提出防止对策等，特别是结合现代焊接技术的发展，突出实用性内容的阐述，给出了很多来自生产实践的焊接缺陷分析与防止的示例，可以指导实际焊接生产。
本书主要供从事与焊接技术相关的工程技术人员、管理和质量检验人员使用，也可供高等院校、科研院所、企事业单位的有关教学、科研和监察人员参考。

目录

第1章概述1
1��1缺欠与缺陷1
1��1��1焊接缺欠与缺陷的定义1
1��1��2焊接缺欠与焊接缺陷的关系2
1��1��3焊接缺欠对接头质量的影响2
1��1��4焊接缺欠的分类5
1��1��5各种焊接缺欠的控制8
1��2大型焊接工程结构缺欠和事故案例10
1��2��1奥运国家体育场“鸟巢”钢结构焊接缺陷的防止10
1��2��2液化石油气球罐爆炸事故案例及防止对策15
1��2��3大跨度钢桥焊接结构的疲劳损伤及防止对策16
1��2��4铁路钢轨断裂事故分析及防止21
第2章焊缝外观缺欠24
2��1焊缝外观缺欠及质量要求24
2��1��1常见的外观缺欠24
2��1��2接头外观质量要求及缺欠分级27
2��1��3不同焊接工艺的外观缺欠及防止措施29
2��1��4焊接缺陷试样的制备33
2��2焊缝咬边36
2��2��1咬边的类型及特点36
2��2��2焊缝咬边对接头质量的影响36
2��2��3咬边的原因及防止对策38
2��3未熔合及未焊透39
2��3��1未熔合及未焊透的危害39
2��3��2未熔合及未焊透产生的原因41
2��3��3未熔合及未焊透的防止措施43
2��4焊缝外观缺欠分析示例44
2��4��1西气东输管道自动焊外观缺陷的防止44
2��4��2高速焊钢管焊缝凹陷和咬边分析48
2��4��3螺旋埋弧焊钢管的咬边及防止50
2��4��4高炉立缝管极电渣焊接头未熔合缺陷的防止51
2��4��5推土机油缸环焊缝未熔合缺陷的分析53
2��4��6CO2垂直固定焊未熔合的原因及防止对策54
2��4��7加热炉油管与弯头未焊透缺陷的控制56
2��4��8钛合金导弹舱体未焊透缺陷的分析57
2��4��9安装膜式壁打底焊道未焊透的原因及防止60
第3章焊缝成分偏析和夹杂物62
3��1焊缝中的成分偏析62
3��1��1焊缝中成分偏析的分类62
3��1��2偏析产生的原因及防止措施63
3��1��3钢中的杂质及含量控制64
3��2焊缝中的非金属夹杂物76
3��2��1焊缝中夹杂物的分类及特征76
3��2��2夹杂物的分析方法78
3��2��3焊缝中夹杂物的防止对策80
3��3焊缝中偏析和夹杂物分析实例83
3��3��1高强钢焊缝金属中的非金属夹杂物分析83
3��3��2螺旋焊管焊缝夹杂物分析及防止措施91
3��3��3微合金钢焊缝金属中夹杂物的分析92
3��3��4钢板中夹杂物对高频电阻焊管质量的影响95
3��3��5奥氏体不锈钢焊缝组织中的偏析分析97
3��3��6药芯焊丝焊缝夹杂物与气孔分析99
3��3��7V�睺i微合金钢热影响区晶内铁素体与夹杂物分析102
第4章焊缝中的气孔分析104
4��1焊缝中的气孔104
4��1��1焊缝中气孔的类型及特征104
4��1��2 缝中气孔的形成及危害106
4��2焊缝气孔分析方法108
4��2��1焊缝气孔产生的原因108
4��2��2影响气孔产生的因素109
4��2��3防止焊缝中气孔的对策116
4��3焊缝气孔分析实例120
4��3��1大型储罐气电立焊气孔缺陷分析120
4��3��2埋弧焊管焊缝夹珠型气孔的形成与防止措施122
4��3��3铝镁合金分馏塔及管道焊接气孔分析123
4��3��4镀锌钢板气孔的形成与防止126
4��3��52A12铝合金管件电子束焊的气孔缺陷分析128
4��3��6ZQ650��1转轴焊接修复的气孔问题及解决措施130
4��3��7预涂底漆钢板CO2立向下焊气孔的消除131
4��3��8吊车梁T形焊缝气孔产生原因及防止对策133
4��3��9小口径耐热合金钢管钨极氩弧焊气孔分析135
第5章焊接应力与变形分析138
5��1焊接应力分析138
5��1��1焊接应力及引发的重大事故138
5��1��2影响焊接应力集中的因素140
5��1��3防止焊接应力的对策144
5��2焊接变形分析147
5��2��1焊接变形的特点及分类147
5��2��2影响焊接变形的因素148
5��2��3防止焊接变形的对策156
5��3防止焊接应力与变形的实例160
5��3��1大型油罐焊接变形的控制160
5��3��2三峡电站700MW转子圆盘支架焊接变形控制164
5��3��3奥运国家体育场“鸟巢”焊接应力和变形的控制167
5��3��4船用薄板焊接变形控制171
5��3��5大型复杂结构铝筒焊接变形控制173
5��3��6地铁构架侧梁焊接变形的控制175
5��3��7电站锅炉大板梁焊接变形的控制177
第6章焊接热裂纹分析179
6��1焊接热裂纹的分类、特征及影响因素179
6��1��1焊接热裂纹的分类179
6��1��2焊接热裂纹的特征181
6��1��3焊接热裂纹的影响因素182
6��2焊接热裂纹分析方法及防止对策185
6��2��1焊接热裂纹分析方法185
6��2��2焊接热裂纹分析的依据186
6��2��3焊接热裂纹和再热裂纹试验方法187
6��2��4焊接热裂纹试样的切取和制备191
6��2��5焊接热裂纹和再热裂纹防止对策193
6��3焊接热裂纹分析实例194
6��3��1大庆30万吨乙烯工程9Ni钢球罐焊接液化裂纹分析194
6��3��2核电站波动管对接焊缝微裂纹分析198
6��3��3东海大桥钢箱梁焊缝热裂纹的分析及解决措施200
6��3��4高锰钢与低合金钢焊接热裂纹的防止对策202
6��3��5奥氏体不锈钢管道焊接热裂纹缺陷的模拟205
6��3��6GH600波纹管与0Cr18Ni9接管氩弧焊的热裂纹分析207
6��3��7双面螺旋埋弧焊裂纹产生原因及预防对策210
6��3��8火电站珠光体耐热钢焊接再热裂纹的防止对策213
第7章焊接冷裂纹分析217
7��1焊接冷裂纹的特点及影响因素217
7��1��1焊接冷裂纹的特点及分类217
7��1��2焊接冷裂纹的形态特征220
7��1��3焊接冷裂纹的影响因素221
7��2焊接冷裂纹分析方法及防止对策224
7��2��1焊接冷裂纹试样的选取224
7��2��2焊接冷裂纹的宏观分析225
7��2��3焊接冷裂纹的微观分析230
7��2��4焊接熔合区裂纹起源与扩展分析232
7��2��5焊接冷裂纹的防止对策239
7��3焊接冷裂纹分析与防止的实例242
7��3��1大厚度异种钢焊接裂纹原因分析及对策242
7��3��2球罐类大型焊接容器裂纹和失效分析246
7��3��3船舶高强钢结构低温环境下焊接冷裂纹的防止255
7��3��4超高强钢鱼雷壳体焊接裂纹的防止257
7��3��5西气东输X80管线钢的焊接冷裂纹分析258
7��3��6液压支架用Q550+Q690高强钢焊接裂纹分析261
7��3��7汽轮机主蒸汽线Cr5Mo钢管焊接裂纹分析265
7��3��8龙滩电站蜗壳排水阀阀座焊接裂纹分析及对策267
7��3��9三峡工程泄洪深孔流道钢衬裂纹分析及处理270
第8章焊接结构断裂分析274
8��1焊接结构的断裂及强韧性匹配274
8��1��1焊接钢结构破断事故274
8��1��2高强钢焊缝的强韧性匹配275
8��1��3高强钢焊缝韧性的判据278
8��1��4焊接结构的应力集中与断裂特征279
8��2断裂分析的思路与方法282
8��2��1断裂分析的方法、步骤与内容282
8��2��2焊接结构失效分析的实验技术285
8��3焊接断口分析287
8��3��1焊接断口的分类及特征287
8��3��2焊接断口的分析方法293
8��3��3断口试样的选取和制备294
8��3��4焊接断口的宏观和微观分析296
8��4焊接结构断裂分析实例304
8��4��1高速列车运行条件下大跨度钢桥焊接断裂分析304
8��4��2厚壁压力容器断裂事故分析（焊接工艺不当造成的失效）309
8��4��3水泥回转窑筒体脆性断裂失效分析311
8��4��4高强度管线钢焊接接头的断裂韧性分析314
8��4��5煤矿用钻杆断裂原因分析及防止对策317
8��4��6客车后桥壳断裂的分析和改进措施318
8��4��7汽车大梁（车架）断裂分析及修复措施321
8��4��8电铲斗杆断裂分析及修复工艺323
8��4��9环境加速奥氏体钢焊接结构失效的例子326
第9章焊接缺陷的检验327
9��1焊接缺陷检验的依据与方法327
9��1��1产品质量检验的依据327
9��1��2焊接检验方法分类328
9��2外部（宏观）焊接缺陷的检验329
9��2��1几何偏差缺欠329
9��2��2不连续性缺欠331
9��3焊接内在缺陷的检验方法333
9��3��1射线探伤检测（RT）334
9��3��2超声波检测（UT）338
9��3��3磁粉及渗透检验340
9��3��4焊接接头金相和电镜检测345
9��4工程中焊接缺陷检验示例353
9��4��15万立方米液化天然气储罐9％Ni钢的焊接质量检验353
9��4��2天然气长输管线钢的焊接质量检验356
9��4��3锅炉压力容器换热器的射线检测358
9��4��4核反应堆容器的超声波检测359
9��4��5双相不锈钢的焊接性能检验361

参考文献365

前言/序言

创新材料与连接技术：面向未来制造的挑战与机遇 图书简介 本书旨在深入探讨现代工业制造领域中，围绕新材料应用、先进连接技术及其质量控制所面临的复杂挑战与前沿机遇。不同于传统的单一工种技能指导手册，本书构建了一个跨学科的知识框架，聚焦于“连接”这一核心制造环节在新时代背景下的技术演进与管理优化。 第一部分：新材料的连接特性与工艺适应性 随着航空航天、新能源汽车、高端装备制造等领域的飞速发展，新型功能材料的应用日益普及，这对传统的连接工艺提出了严峻考验。 第一章：高性能复合材料的结构完整性 本章详细剖析了碳纤维增强复合材料（CFRP）、玻璃纤维增强复合材料（GFRP）以及金属基复合材料（MMC）的微观结构特性。重点研究了在不同载荷条件下，层间脱层、基体开裂等潜在失效模式。章节不仅涵盖了机械连接（如铆接、螺栓连接）的预应力计算与疲劳寿命预测，还深入探讨了粘接技术在复合材料接头中的应用策略。特别是针对热固性树脂和热塑性树脂基体的粘接界面化学反应与固化动力学进行了详尽的分析，强调了表面预处理技术对提高长期可靠性的决定性作用。 第二章：轻量化金属合金的连接挑战 聚焦于铝锂合金、高熵合金以及先进高强钢（AHSS）在汽车和轨道交通领域的应用。这些材料的焊接窗口极窄，易产生热影响区（HAZ）的性能退化、晶粒粗化及脆性相析出。本书系统梳理了激光焊接、电子束焊接等高能束流技术的工艺参数优化方法，并通过有限元模拟（FEA）手段，预测了热循环对材料组织演变和残余应力的影响。对于难焊材料，如钛合金和镍基高温合金，详细阐述了真空钎焊和扩散连接技术的工艺控制要点，以确保接头的塑性和抗蠕变性能。 第三章：增材制造（AM）金属部件的质量控制 增材制造技术，特别是选区激光熔化（SLM）和电子束熔化（EBM），正在改变零部件的制造范式。本章着重分析了增材制造金属部件内部的缺陷成因，包括未熔合、气孔、残余应力导致的翘曲变形。我们引入了实时过程监控技术，如原位光谱分析和高频成像技术，用于检测熔池的稳定性。此外，针对AM部件特有的微观结构各向异性，探讨了后处理工艺（如热等静压HIP、热处理）对改善机械性能和提高疲劳强度的有效性。 第二部分：先进连接技术的原理与过程控制 本部分转向对现代工业中主流和新兴连接技术的原理深度剖析与精密过程控制方法的实践研究。 第四章：精密焊接的能量密度调控 本章深入探讨了高品质焊接过程中的能量输入与热输入控制。以激光深熔焊为例，分析了等离子体屏蔽效应、关键孔（Keyhole）的形成与失稳机理。提出了基于反馈回路的自适应功率控制算法，以应对材料不均匀性带来的波动。对于搅拌摩擦焊（FSW）这一固相连接技术，详细阐述了搅拌头的设计参数（如肩部和针尖的几何形状）如何影响材料的塑性流动和动态再结晶行为，并给出了优化搅拌能量密度以减少界面缺陷的量化模型。 第五章：固相连接与异种材料的界面工程 异种材料（如金属与陶瓷、不同种类的金属）的连接是当前工程应用的难点。本章聚焦于爆炸焊、摩擦搅拌过程中的界面反应控制。针对爆炸焊，详细分析了冲击波的叠加与界面层（如化合物层或混合层）的形成机制，并提出了通过控制装药量和板间距来调控界面层厚度的方法。在异种金属的扩散连接中，强调了利用扩散偶合层（如使用中间过渡层）来抑制脆性金属间化合物的生成，从而保证连接强度和韧性。 第六章：高可靠性粘接与密封技术 超越传统胶粘剂的应用，本章关注的是结构胶在承受高动态载荷和极端环境下的性能表现。内容涵盖了结构环氧树脂、聚氨酯以及新型光固化粘合剂的力学性能表征。重点分析了疲劳载荷下粘接界面的微观破坏演化路径，并介绍了先进的无损评估技术（如超声波C扫描、声发射监测）在早期缺陷识别中的应用。同时，探讨了在真空和深冷环境下，密封材料的选择标准与密封圈的预紧力设计。 第三部分：质量保证、可靠性评估与数字化管理 本部分关注连接制造过程的质量保障体系和面向全生命周期的可靠性评估方法。 第七章：连接质量的无损检测（NDT）前沿技术 本章系统介绍了用于检测内部缺陷和界面状态的新型无损检测技术。除了传统的超声波和射线检测外，重点引入了相控阵超声（PAUT）、聚焦超声（FUT）在复杂几何形状部件检测中的优势。对数字射线成像（DR）和X射线计算机断层扫描（CT）技术在三维缺陷定位与定量分析方面的能力进行了详尽的阐述，特别是CT技术在评估增材制造件孔隙率分布上的应用案例。 第八章：连接接头的寿命预测与结构安全评估 基于统计力学和断裂力学原理，本章构建了连接接头的剩余寿命预测模型。针对疲劳载荷，详细介绍了基于应力强度因子（K）和断裂韧性（G）的裂纹扩展速率计算方法。对于蠕变和应力腐蚀开裂（SCC），探讨了环境参数与载荷历史对加速失效的影响。特别提出了基于数据驱动的接头健康监测（SHM）策略，利用嵌入式传感器实时反馈结构状态，辅助进行预测性维护。 第九章：连接过程的数字化与智能制造集成 本章展望了连接技术向工业4.0转型的方向。内容涵盖了制造执行系统（MES）与质量管理系统（QMS）的集成，如何实现从原材料追溯到最终产品检验的全流程数字化记录。详细介绍了利用机器学习算法对焊接过程参数进行优化，以实现零缺陷制造的潜力。讨论了数字孪生模型（Digital Twin）在模拟不同服役环境对连接结构影响，从而指导设计迭代和工艺验证中的应用价值。 本书适用于从事先进制造、材料科学、机械设计与质量工程的科研人员、工程师及高校相关专业的高年级学生和研究生。通过对前沿理论的深入解读与工程实践的紧密结合，读者将能系统掌握应对未来复杂连接挑战所需的理论基础与实践工具。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计非常精良，封面选用了沉稳的深蓝色调，搭配烫金的字体，整体给人一种专业且厚重的历史感。初次翻阅时，那种纸张的触感和油墨的清香，让人立刻感觉到这是一本经过精心打磨的学术专著。内容排版上，字体清晰易读，关键术语和公式都用加粗或斜体进行了突出，这对于需要频繁查阅特定细节的技术人员来说，无疑是一个巨大的加分项。尤其是书中那些高质量的示意图和流程图，线条流畅，标识明确，即便是初学者也能通过直观的视觉辅助快速理解复杂的焊接过程和缺陷的形成机理。比如，关于熔池流动行为的剖析图，几乎是三维立体的，非常有助于建立空间认知。而且，作者在图注的详尽程度上也做得非常到位，每一张图下面都有深入的文字解释，确保了信息的完整传递。这种对细节的极致追求，体现了出版方和作者对焊接工程领域严肃性的尊重。阅读过程中，我发现书中的章节过渡非常自然，即使是跨越不同焊接工艺的章节，也能找到内在的逻辑联系，让人感觉像是在阅读一部结构严谨的编年史，而不是零散的技术手册。

评分☆☆☆☆☆

阅读这本书的过程，与其说是学习，不如说是一次与资深专家的深度对话。作者的语言风格非常沉稳、严谨，几乎没有使用任何浮夸的辞藻或不必要的文学渲染，全篇洋溢着实事求是的科学精神。然而，这种严谨并非枯燥乏味，作者巧妙地在关键的理论点上穿插了一些经典的工程案例，这些案例往往以“某大型压力容器项目”或“某关键管道连接”的形式出现，让抽象的理论瞬间变得具象化和可触摸。特别是当涉及到复杂缺陷如冷裂纹或过热组织时，作者会用一种近乎叙事的方式，描绘出工程师们在现场面对难题时的思维路径，这种“带教”式的叙述，极大地提升了阅读的代入感。此外，书中对于各种测试方法的介绍，也体现出一种对职业操守的强调。例如，对超声波探伤结果的解读，作者反复提醒读者要警惕“假信号”与“真实缺陷”的辨析，这种对经验积累的重视，是教科书难以给予的宝贵财富。读完后，感觉自己的职业素养和对焊接质量的敬畏心都得到了显著提升。

评分☆☆☆☆☆

这本书的知识体系构建得极其庞大而扎实，它不仅仅是罗列了各种焊接缺陷的名称和照片，而是深入到了原子级别的微观结构变化，以及宏观工艺参数对这些变化的影响链条。作者似乎花费了大量精力去追溯每一个缺陷的“前世今生”，从原材料的成分波动，到焊接热循环的应力分布，再到凝固过程中的枝晶生长，层层剥茧，逻辑链条之长、之密，令人叹服。举例来说，对于氢致延迟裂纹的分析，书中不仅详述了扩散、富集和形成应力源的经典理论，还引入了最新的无损检测技术在早期预警方面的应用数据，形成了一个从理论到实践的闭环论证。我特别欣赏作者在处理争议性理论时的谨慎态度，往往会并列呈现几种主流学说，并引用最新的实验数据来评估它们的适用范围和局限性，这使得本书的观点既权威又不失批判性。这种全景式的解析，让读者能够建立起一个立体的、多维度的缺陷认知框架，而不是仅仅停留在现象描述层面。对于我这种需要进行工艺优化和故障诊断的工程师而言，这种深度是无可替代的。

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这本书的实用价值体现在其“对策”部分的详尽程度和可操作性上。如果说前面对缺陷成因的分析是“为什么错”，那么后续的对策部分就是清晰的“如何改正”。作者提供的解决方案，绝非是那种空泛的“提高焊接质量”的口号，而是具有极强的工程指导性。每一个对策都紧密挂钩于前面分析的微观机制，并细化到了具体的工艺参数调整范围、焊前预处理的规范要求，甚至是具体焊材的选择建议。比如，针对某一特定类型的气孔，书中不仅给出了降低氢含量的常规方法，还详细对比了不同类型的焊剂或保护气配比调整后的效果数据，并提供了不同环境湿度下的操作修正系数表。这种“工具书”式的详尽，让一线人员可以直接将书中的表格和建议应用于生产现场，大大缩短了问题解决的时间周期。总而言之，它不是一本放在书架上积灰的理论典籍，而是一本随时可以翻开、充满实战智慧的“故障排除指南”。

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本书在内容的广度上也令人印象深刻，它似乎涵盖了几乎所有主流和新兴的焊接方法可能产生的缺陷类型。从传统的熔焊（SMAW, GTAW）到现代的高能束焊接（LBW, EBW），再到特种工艺如搅拌摩擦焊（FSW）中的特有问题，作者都没有放过。这种全面的覆盖，使得这本书的参考价值远远超出了单一工艺手册的范畴。令人惊喜的是，书中还专门辟出了一章来讨论“新材料与新缺陷的挑战”，重点分析了高强钢、铝锂合金以及增材制造（3D打印）焊接接头中出现的特有缺陷，如层间分离、热影响区晶粒粗大化等，这表明作者团队对行业前沿保持着高度的敏感性。这种前瞻性，使得这本书不仅能解决当前的问题，更能指导我们预见未来的质量控制难点。对于一个需要跨多种材料和工艺进行研发工作的团队来说，将这本书作为核心参考是明智的选择，因为它提供了一个统一的缺陷分类和分析平台，避免了在不同工艺手册之间来回跳转的低效。

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和网上内容差得不多，不过这内容在焊接方面还是挺重要的。