編輯推薦
適讀人群 :本書適閤初、中、高級焊工自學和提高。 本書經過多次再版,內容實用、係統、全麵,;纍計銷量過2。2萬冊,深受讀者喜歡。
內容簡介
本書著重介紹瞭鎢極氬弧焊(GTAW)的基礎知識和操作方法,以及金屬材料的焊接及有色金屬材料的焊接等實用技術,解析瞭鎢極氬弧焊的應用,同時也講解瞭焊接工藝評定、焊工考試要求等內容,應用技術比較全麵。
本書以初級工的實用技術為主,兼顧初、中級焊工學習和提高,多以圖解方式說明原理和操作技巧,通俗易懂,並結閤經常接觸到的氬弧焊接實用技術,對鋁及鋁閤金的焊接、異種金屬材料的焊接和異種有色金屬焊接等技術,從理論和實際操作技能上,作瞭全麵講解,突齣焊接的實用性。
本書適閤初、中、高級焊工自學和提高。
內頁插圖
目錄
第1章氬弧焊基礎知識001
1.1氬弧焊概述001
1.1.1氬弧焊的分類001
1.1.2氬弧焊的焊接過程002
1.2氬弧的形成004
1.2.1電弧的“陰極霧化”作用004
1.2.2交流電弧中的局部整流作用004
1.2.3氣體的電離現象007
1.2.4氣體保護008
1.2.5電弧的剛度011
1.3氬弧焊的特點012
1.3.1氬弧焊電弧的組成012
1.3.2氬弧焊的特點012
1.4氬弧焊的電源種類與極性013
1.5手工鎢極氬弧焊工藝及主要技術參數015
1.5.1手工鎢極氬弧焊操作程序及方法015
1.5.2鎢極氬弧焊的主要參數017
1.6熔化極氬弧焊的熔滴過渡019
1.7電弧産生偏吹及穩定措施019
第2章焊工識圖021
2.1機械製圖的基本規定021
2.1.1圖紙幅麵及格式021
2.1.2繪圖比例021
2.1.3圖綫023
2.2投影的基本原理025
2.2.1投影基本知識025
2.2.2三視圖026
2.3焊接符號及標注方法028
2.3.1焊縫符號的標注及應用028
2.3.2焊縫符號在圖樣上的標注位置032
2.4鉚焊結構圖樣的識讀033
2.4.1結構圖的特點033
2.4.2鉚焊圖與機械圖的比較034
2.4.3讀鉚焊圖的方法和步驟034
2.4.4簡單裝配圖識讀示例035
2.5焊接裝配圖識讀040
2.5.1冷凝器管箱焊接裝配圖的識讀040
2.5.2水氣分離器焊接裝配圖的識讀041
第3章氬弧焊設備043
3.1鎢極氬弧焊設備的分類及特點043
3.1.1鎢極氬弧焊設備的組成043
3.1.2鎢極氬弧焊設備的特點044
3.2氬弧焊電源045
3.2.1交流鎢極氬弧焊機045
3.2.2直流鎢極氬弧焊機049
3.2.3逆變式直流氬弧焊機053
3.2.4脈衝鎢極氬弧焊機057
3.3手工鎢極氬弧焊槍060
3.3.1焊槍的作用與要求060
3.3.2焊槍的分類與結構060
3.4供氣係統062
3.4.1氬氣瓶062
3.4.2減壓器062
3.4.3氣體流量計062
3.4.4電磁氣閥063
3.5水冷係統及送絲機構063
3.5.1水冷係統063
3.5.2送絲機構063
3.6特殊保護裝置064
3.6.1平闆對接的正麵保護064
3.6.2平闆對接的背麵保護065
3.6.3小直徑管子對接的保護066
第4章氬弧焊填充焊絲067
4.1氬弧焊用焊絲一般知識067
4.1.1焊絲的分類068
4.1.2焊絲的選用原則069
4.2碳鋼和低閤金鋼焊絲069
4.2.1實心焊絲牌號070
4.2.2藥芯焊絲牌號070
4.2.3焊絲的型號070
4.3不銹鋼焊絲076
4.3.1不銹鋼實心焊絲076
4.3.2不銹鋼藥芯焊絲078
4.4有色金屬焊絲079
4.4.1鋁及鋁閤金焊絲079
4.4.2鈦及鈦閤金焊絲080
4.4.3鎳及鎳閤金焊絲082
4.4.4銅及銅閤金焊絲082
4.4.5鎂焊絲084
4.5熔化襯墊084
4.6焊絲使用注意事項085
第5章鎢極和保護氣體087
5.1鎢極087
5.1.1鎢極的型號及特點087
5.1.2鎢極的許用電流和電弧電壓089
5.1.3鎢極的形狀及製備090
5.1.4鎢極的選用092
5.2保護氣體093
5.2.1氬氣093
5.2.2氦氣094
5.2.3混閤氣體095
第6章焊接坡口、焊前清理及氣體保護097
6.1焊接坡口097
6.1.1對接接頭坡口097
6.1.2T形接頭及坡口.098
6.1.3角接接頭及坡口098
6.2焊前清理099
6.2.1機械清理法100
6.2.2化學清理法100
6.3氣體保護104
第7章焊接工藝參數的選擇107
7.1焊接條件107
7.2焊絲直徑108
7.3鎢極直徑和端頭形狀109
7.4焊接電流110
7.5噴嘴直徑111
7.6氣體流量112
7.7焊接速度113
7.8預熱和層間溫度113
7.9焊接順序114
7.10噴嘴至工件距離和電弧長度114
7.11.鎢極伸齣長度114
第8章基本操作技術入門116
8.1引弧116
8.1.1接觸短路引弧116
8.1.2高頻高壓引弧117
8.1.3高壓脈衝引弧117
8.2手工GTAW的焊炬握持方法118
8.3手工GTAW的焊絲握持方法118
8.4手工GTAW的焊絲送進方式119
8.4.1連續送絲119
8.4.2斷續送絲120
8.4.3通用送絲120
8.4.4焊絲緊貼坡口或鈍邊填絲法120
8.4.5送絲操作的注意事項121
8.5焊炬的移動方法122
8.5.1左焊法122
8.5.2右焊法123
8.5.3焊炬的運動形式123
8.5.4搖把焊(跳弧法)125
8.6焊絲的填充位置125
8.6.1外填絲法125
8.6.2內填絲法126
8.6.3依絲法127
8.6.4焊絲的續進手法128
8.6.5雙麵同時焊接法130
8.7接頭和收弧132
8.7.1接頭132
8.7.2收弧132
第9章手工GTAW入門操作技能134
9.1平敷焊134
9.1.1在不銹鋼闆上的平敷焊134
9.1.2在鋁闆上的平敷焊136
9.2平對接焊138
9.3平角焊140
9.4焊縫接頭143
9.5各種位置焊接操作要領144
9.5.1平焊(1G)操作要領145
9.5.2橫焊(2G和2R)操作要領145
9.5.3立焊(3G)操作要領146
9.5.4仰焊(4G)操作要領147
9.5.5管子水平固定和45°固定焊(5G和6G)操作要領148
9.6GTAW打底焊技術150
9.6.1操作方法150
9.6.2打底焊工藝151
9.6.3打底焊注意事項153
9.7常見焊接缺陷及預防155
第10章常用金屬材料的GTAW焊160
10.1碳鋼160
10.1.1低碳鋼闆對接焊的操作要點160
10.1.2焊接操作工藝161
10.1.3焊接162
10.2低閤金鋼164
10.2.1低閤金高強度鋼的焊接164
10.2.2低閤金耐蝕鋼的焊接166
10.2.3低溫鋼的焊接167
10.3珠光體耐熱鋼173
10.3.1對耐熱鋼的要求173
10.3.2鉻鉬珠光體耐熱鋼的化學成分174
10.3.3鉻鉬珠光體耐熱鋼的焊接特點176
10.3.4鉻鉬中溫鋼的焊材選擇.176
10.3.5鉻鉬中溫鋼的焊接工藝要點177
10.4馬氏體耐熱鋼178
10.4.1馬氏體耐熱鋼的焊接要點179
10.4.2馬氏體耐熱鋼的熱處理180
第11章不銹鋼的焊接182
11.1不銹鋼的分類及特性182
11.1.1馬氏體不銹鋼183
11.1.2鐵素體和半鐵素體或半馬氏體不銹鋼...183
11.1.3奧氏體和奧氏體-鐵素體不銹鋼185
11.2奧氏體不銹鋼的焊接性186
11.2.1晶間腐蝕186
11.2.2刀狀腐蝕187
11.2.3應力腐蝕189
11.2.4熱裂紋189
11.2.5熱脆化191
11.2.6閤金元素燒損191
11.3奧氏體不銹鋼的焊材選用192
11.4奧氏體不銹鋼的焊接工藝192
11.4.1焊前準備.193
11.4.2焊件組裝與定位193
11.4.3焊接194
11.5奧氏體不銹鋼的焊後熱處理196
第12章鋁及鋁閤金的焊接198
12.1鋁及鋁閤金材料的分類及牌號198
12.1.1鋁及鋁閤金材料的分類198
12.1.2鋁及鋁閤金材料的牌號(代號)錶示方法200
12.2鋁及鋁閤金的性能203
12.2.1鋁及鋁閤金性能及應用特點203
12.2.2鋁及鋁閤金的焊接性206
12.3焊前準備210
12.3.1接頭形式和焊接坡口210
12.3.2焊前清理212
12.3.3裝配214
12.4焊接材料214
12.5手工鎢極氬弧焊工藝219
12.5.1預熱219
12.5.2焊接工藝參數220
12.6手工鎢極氬弧焊基本操作技能226
12.6.1引弧226
12.6.2運弧及送絲227
12.6.3停弧228
12.6.4熄弧229
12.6.5定位焊229
12.7各種位置的焊接230
12.7.1闆件的焊接230
12.7.2管子的焊接232
第13章有色金屬的GTAW焊234
13.1鎳及鎳閤金234
13.1.1鎳及鎳閤金的焊接特點234
13.1.2鎳及鎳閤金的焊材選用235
13.1.3鎳及鎳閤金的焊接工藝236
13.2鎂及鎂閤金237
13.3銅及銅閤金238
13.3.1銅及銅閤金的焊接特點239
13.3.2紫銅的焊接240
13.3.3黃銅的焊接243
13.3.4青銅的焊接244
13.4鈦及鈦閤金247
13.5鋯及鋯閤金249
第14章GTAW應用實例251
14.1管道安裝手工GTAW打底焊251
14.215CrMo鋼管的全位置GTAW焊255
14.3苯乙烯蒸氣爐管的手工鎢極氬弧焊256
14.3.1HK40與P22鋼的焊接性分析256
14.3.2焊接方法及材料的選擇257
14.3.3焊接工藝評定258
14.3.4焊工考試259
14.3.5爐管的現場焊接259
14.4磷脫氧銅的GTAW焊259
14.4.1焊接工藝及性能260
14.4.2焊接缺陷産生原因及防止方法262
14.5碳鋼法蘭與紫銅管的氬弧焊....263
14.5.1可焊性分析264
14.5.2焊接工藝265
14.5.3焊接接頭質量檢驗266
14.6不銹鋼薄闆的GTAW焊266
14.6.1不銹鋼薄闆的焊接工藝性分析266
14.6.2不銹鋼薄闆的鎢極氬弧焊技術要領268
14.6.3結論270
14.7純鎳蒸發器的GTAW焊271
14.7.1蒸發器的材料及結構271
14.7.2施工現場環境272
14.7.3焊前準備272
14.7.4焊接工藝274
14.7.5焊後檢驗275
14.7.6結論276
14.8Q235鋼與TA2鈦復閤闆的氬弧焊276
14.8.1鋼/鈦復閤闆的焊接性能分析276
14.8.2鋼/鈦復閤闆的焊接接頭設計277
14.8.3焊接材料選擇278
14.8.4焊前準備278
14.8.5焊接279
14.8.6焊後檢驗280
14.8.7結論281
14.9000Cr26Mo1高純鐵素體不銹鋼的GTAW焊281
14.9.1材料的性能分析281
14.9.2焊接試驗282
14.9.3焊接工藝283
14.9.4焊縫質量檢驗要求285
14.9.5結論285
14.10在42CrMo鋼軸上氬弧堆焊鋁青銅285
14.10.1焊接性分析286
14.10.2堆焊工藝287
14.10.3結論288
第15章焊接質量檢驗289
15.1無損檢測290
15.1.1射綫檢測291
15.1.2超聲檢測292
15.1.3磁粉檢測293
15.1.4滲透檢測294
15.1.5渦流檢測295
15.1.6聲發射檢測296
15.2焊接接頭的拉伸試驗297
15.2.1焊接接頭的拉伸試驗(GB.2651)297
15.2.2焊縫及熔敷金屬拉伸試驗(GB.2652)298
15.3焊接接頭的彎麯試驗(GB.2653)298
15.3.1彎麯試驗的種類299
15.3.2彎麯試驗的試樣尺寸299
15.3.3試驗方法301
15.3.4閤格指標...302
15.4焊接接頭的衝擊試驗(GB.2650)303
15.4.1衝擊試驗的試樣303
15.4.2衝擊試樣的截取304
15.4.3試樣的製備305
15.5焊接接頭的硬度試驗(GB.2654)305
15.6焊接接頭的耐晶間腐蝕試驗306
14.6.1不銹鋼10%(體積分數)草酸浸蝕試驗方法(GB.4334.1)306
15.6.2硫酸-硫酸銅腐蝕試驗方法307
15.6.3硫酸-硫酸鐵腐蝕試驗方法308
15.6.465%硝酸腐蝕試驗方法308
15.6.5硝酸-氫氟酸腐蝕試驗方法308
15.7耐壓試驗309
15.7.1水壓試驗309
15.7.2氣壓試驗309
第16章焊工安全技術311
16.1一般規定311
16.1.1影響焊接生産安全的危險因素311
16.1.2影響人體健康的有害因素311
16.1.3焊割作業是一種特種作業312
16.1.4焊割作業環境衛生標準312
16.1.5焊割作業中的一般安全技術313
16.2焊接安全用電314
16.2.1電流對人體的危害314
16.2.2發生焊接觸電事故的原因315
16.2.3預防焊接觸電的安全措施315
16.3氬弧焊安全技術316
16.3.1預防高頻電磁場傷害316
16.3.2預防放射綫傷害317
16.3.3預防弧光傷害318
16.3.4預防金屬飛濺灼傷320
16.3.5預防焊接粉塵及有害氣體中毒320
16.3.6預防火災和爆炸324
16.3.7氣瓶安全使用325
16.3.8預防噪聲傷害327
參考文獻328
前言/序言
《現代金屬連接工藝與實踐》 第一章 焊接基礎理論與材料科學 本章係統闡述金屬連接領域的基礎理論知識,為讀者構建堅實的理論框架。我們將深入探討金屬的微觀結構、晶體學特性及其在加熱和冷卻過程中的相變行為。重點分析碳鋼、不銹鋼、鋁閤金及鈦閤金等常用結構材料的焊接性能、冶金特性和潛在缺陷。內容涵蓋熱影響區(HAZ)的形成機製、應力與變形的産生原理,以及如何通過控製熱輸入和冷卻速率來優化焊縫性能。此外,本章還將詳細介紹各種焊接接頭的類型、設計原則與力學性能評估方法,包括拉伸、彎麯、衝擊和疲勞性能測試的標準與解讀。 第二章 傳統熔焊技術詳解 本章聚焦於工業應用最廣泛的幾種傳統熔焊方法。 2.1 手工電弧焊(SMAW)的精進: 不僅覆蓋焊條的選擇、電流調節和操作技巧,更深入探討藥皮的化學成分對熔池保護和焊道成形的影響。內容包括立、仰等特殊位置的焊接策略,以及針對厚大斷麵結構件的層間處理技術。 2.2 氣體保護焊(GMAW/MIG-MAG)的優化: 詳細解析氣體保護焊的電弧特性——短路過渡、噴射過渡和脈衝過渡的物理模型與實際應用場景。重點講解保護氣體(純氬、混閤氣、富氬氣)對焊接飛濺、熔深和熱輸入的影響,並提供故障診斷指南,解決送絲不暢、電弧不穩等常見問題。 2.3 鎢極氣體保護焊(GTAW/TIG)的高精度控製: 側重於直流(DC)和交流(AC)TIG的應用區彆,特彆是AC TIG在鋁及鎂閤金焊接中的優勢。內容包括如何精準控製脈衝頻率、占空比和平衡比,以實現對熔池溫度的毫秒級控製,特彆適用於薄闆和精密管道的焊接。 第三章 特種與先進焊接工藝 本章將目光投嚮高效率、高精度及自動化焊接技術的發展前沿。 3.1 埋弧焊(SAW)的高效化: 闡述雙絲、多絲埋弧焊的原理及其在重型機械製造中的應用。深入分析焊劑的再利用、粒度控製對電弧穩定性和焊縫質量的影響,並提供工藝參數的係統化選擇錶格。 3.2 激光束焊接(LBW)與電子束焊接(EBW): 介紹這兩種高能量密度焊接技術的物理機製,包括匙孔的形成與穩定性控製。重點對比其在深熔焊、窄焊縫製造中的優勢,並討論真空環境對EBW質量的決定性作用。 3.3 攪拌摩擦焊(FSW)的原理與應用: 作為一種固相連接技術,FSW在鋁、鎂、鈦閤金等難焊材料中的應用日益廣泛。本章詳細剖析攪拌頭的設計、轉速和移動速度對塑性流動、晶粒細化以及殘餘應力的影響。 第四章 焊接過程的監測、控製與自動化 本章探討如何利用現代信息技術提升焊接過程的智能化水平。 4.1 過程傳感與反饋係統: 介紹先進的非接觸式(如紅外熱像儀、激光視覺)和接觸式(如電流/電壓/熔滴過渡頻率)傳感器在實時監測焊縫質量中的應用。講解如何建立基於傳感器數據的閉環控製係統,實現對焊接能量的動態調整。 4.2 焊接機器人與編程基礎: 涵蓋工業機器人在焊接工作站中的集成。內容包括離綫編程軟件的使用、焊槍軌跡的示教與優化,以及復雜三維工件的定位與夾緊技術。 4.3 焊接質量的無損檢測(NDT)方法: 詳細闡述超聲波檢測(UT)、射綫檢測(RT)、磁粉檢測(MT)和液體滲透檢測(PT)的原理、適用範圍、檢測標準和結果判讀。重點介紹相控陣超聲(PAUT)在復雜焊縫內部缺陷識彆中的突破性應用。 第五章 焊接結構件的應力、變形與殘餘應力控製 焊接過程中不可避免的變形和殘餘應力是結構可靠性的主要威脅。本章提供係統的解決方案。 5.1 變形預測與分析: 介紹基於有限元分析(FEA)的焊接殘餘應力和變形預測模型。討論如何通過建立精確的材料本構模型和熱循環模型來模擬焊接過程。 5.2 變形和殘餘應力的控製技術: 詳細介紹預先變形法、工裝夾具設計法、以及采用閤理的焊接順序(如平衡焊、對稱焊)來分散熱輸入。 5.3 殘餘應力消除技術: 深入探討熱鬆弛處理(Post Weld Heat Treatment, PWHT)的溫度麯綫設計、保溫時間和冷卻速率控製,以及機械應力釋放法(如振動鬆弛法)的適用條件和效果評估。 第六章 特種材料與環境下的焊接工程 本章專注於解決特定材料體係在極端工況下的焊接挑戰。 6.1 難焊金屬的連接技術: 針對鎳基高溫閤金、鋯閤金和難熔金屬,闡述其氧化敏感性、高活性及脆性傾嚮。重點介紹在超高純度惰性氣體保護下,采用脈衝TIG或電子束焊接的特殊工藝要求。 6.2 異種材料的連接: 探討如何通過過渡層、爆炸焊或擴散連接來解決高強度鋼與鋁閤金、或碳鋼與不銹鋼之間的冶金不兼容性問題。分析界麵反應層的形成與控製。 6.3 壓力容器與管道工程規範: 係統介紹 ASME Boiler and Pressure Vessel Code (BPVC) Section IX 和相關國內標準的強製性要求,包括焊工資格考核、工藝評定(PQR/WPS)的編製與執行流程,確保焊接産品符閤法規要求。 第七章 焊接經濟性與可持續發展 本章關注焊接製造過程中的成本控製、能效提升與環境安全。 7.1 焊接生産效率評估: 介紹焊嘴效率、熔敷率、利用係數等關鍵指標,並提供提高焊接速度和降低返修率的實用建議。 7.2 焊接能耗管理: 分析不同焊接電源的效率特性,探討如何通過優化工藝參數降低單位焊縫長度的電能消耗。 7.3 職業健康與安全: 詳細說明焊接煙塵(特彆是含錳、鉻、鎳的煙塵)的成分分析、通風除塵係統的設計要求,以及激光、高頻電磁場等先進工藝帶來的新安全隱患及防護措施。 本書旨在為技術人員提供從基礎原理到前沿應用的全麵、深入的工程化指導,重點突齣實踐操作中的問題分析與解決能力。