焊接工程師手冊

前言

《焊接工程師手冊》出版已七年了，深受讀者的歡迎。為了對廣大讀者負(fù)責(zé)，也為了使這本讀者喜愛的書充滿活力，保持其先進(jìn)性和實用性，故決定進(jìn)行本次修訂。本次修訂重點考慮3方面：①現(xiàn)代的科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，焊接工藝技術(shù)發(fā)展日新月異，對于在工程建設(shè)第一線工作的焊接工程師使用的工具書——《焊接工程師手冊》來說，也應(yīng)與時俱進(jìn)，及時地把當(dāng)前最先進(jìn)且成熟的焊接技術(shù)吸納進(jìn)來，供工程師們選用；②在每一項焊接工程建設(shè)中都須執(zhí)行相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)，本書初版時貫徹的是當(dāng)時頒布實施的國家標(biāo)準(zhǔn)。而近年來為了與國際接軌，不少焊接的國家標(biāo)準(zhǔn)參照國際標(biāo)準(zhǔn)（ISO）已進(jìn)行重新修訂，或頒布了新的國家標(biāo)準(zhǔn)，同時也廢止了一批舊的標(biāo)準(zhǔn)，本書也須作相應(yīng)調(diào)整和更新；③初版經(jīng)驗不足，書中尚有欠缺和遺漏，需要通過這次修訂進(jìn)行更正和增補(bǔ)，使之更完善。出版發(fā)行以來，讀者來信和咨詢表明本書之所以受到歡迎，其主要原因是本書內(nèi)容系統(tǒng)全面，具有綜合性，正是焊接工程師工作中所需要的；在焊接工程中所遇到的主要技術(shù)問題，無論是理論知識還是實際應(yīng)用，基本上都能在本書中方便、快速查找到主要答案；取材的深度和廣度，以及對問題的闡述比較符合焊接工程師這一層次讀者的需求；焊接工程師在工作過程中常用而易忘的資料匯集得比較齊全，若案頭上有了此書，則可以方便地查到，節(jié)省不少時間。這些都是本書的特色，這次修訂仍給予保留?；九c常用同時兼顧先進(jìn)是本書取材的基本原則。這次修訂對過深、過細(xì)和過尖的技術(shù)問題，受篇幅限制沒有過多編入，而是采取提及、點到為止，或采取推薦文獻(xiàn)、提供來源出處的方式，讓感興趣的讀者能進(jìn)一步去求索。修訂過程中仍著力于應(yīng)用，使之更具操作性，適當(dāng)考慮到理論與今后發(fā)展；闡述仍采取點面結(jié)合、突出關(guān)鍵的原則。對所引用的各種圖表和數(shù)據(jù)，均經(jīng)認(rèn)真分析和核對，力求準(zhǔn)確可靠。在這次修訂中，各篇修改的重點如下。第1篇  綜合資料。更換數(shù)學(xué)符號，更換新標(biāo)準(zhǔn)，并按新標(biāo)準(zhǔn)更新了焊接代號、增加焊縫工作位置符號、增加工程制圖常用基礎(chǔ)資料（含CAD）、增加鋼鐵產(chǎn)品牌號統(tǒng)一數(shù)字代號。第2篇  焊接物理冶金。屬基礎(chǔ)部分，只增補(bǔ)拘束度概念及其計算和z向鋼性能測定等內(nèi)容。第3篇弧焊方法及設(shè)備。強(qiáng)調(diào)弧焊電源發(fā)展方向；為適應(yīng)“西氣東輸”管線建設(shè)需要，加強(qiáng)單面焊雙面成形焊接技術(shù)介紹；氬弧焊加強(qiáng)薄板的焊接技術(shù)介紹；熔化極氣體保護(hù)焊增補(bǔ)藥芯焊絲及其應(yīng)用內(nèi)容，以及現(xiàn)代自動化焊接設(shè)備；現(xiàn)代高層鋼結(jié)構(gòu)建筑、造船、汽車制造大量采用螺柱焊，因此重寫了螺柱焊這一章，增加了新內(nèi)容。第4篇  電阻焊方法及設(shè)備。這些年工藝和方法變化不大，只在設(shè)備控制方面的逐漸數(shù)字化上有一些新進(jìn)展，內(nèi)容上只增加些許。

內(nèi)容概要

本書是焊接專業(yè)的綜合性工具書，在保留了原版的精華和特色的基礎(chǔ)上添加了新技術(shù)內(nèi)容。全書分9篇共58章。第1篇匯集了焊接工程師最常用而又不易記憶的符號、公式和數(shù)據(jù)等資料；第2篇闡述了焊接過程中的物理行為和冶金行為，以及與金屬焊接性密切相關(guān)的焊接裂紋問題；第3、4、5篇介紹工程中的各種焊接方法及設(shè)備，包括電弧焊、電阻焊和其他特殊焊接方法及其設(shè)備；第6篇以焊條、焊絲和焊劑為重點介紹了焊接材料的性能參數(shù)及選用方法；第7篇介紹了各種金屬材料的焊接性能及其焊接工藝；第8篇重點介紹焊接應(yīng)力與變形、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)設(shè)計等；第9篇除介紹生產(chǎn)中常遇到的焊接工藝過程設(shè)計、焊接工藝評定和焊接質(zhì)量檢驗外，還較全面系統(tǒng)地介紹了焊接工藝裝備的設(shè)計和計算方法，以及需用的相關(guān)資料。書中許多技術(shù)資料是貫徹和執(zhí)行現(xiàn)行國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)?！　”緯饕氖潞附咏Y(jié)構(gòu)設(shè)計、制造和管理的工程師使用，也可供與焊接技術(shù)相關(guān)的各類工程技術(shù)人員以及大專院校焊接專業(yè)師生參考。

作者簡介

陳祝年，教授，男，生于1933年，廣西容縣人，1958年哈爾濱工業(yè)大學(xué)焊接專業(yè)畢業(yè)，任教于山東工業(yè)大學(xué)（現(xiàn)并為山東大學(xué)），是該校焊接專業(yè)創(chuàng)建人之一。長期從事焊接專業(yè)教學(xué)、科研和生產(chǎn)技術(shù)工作，焊接理論造詣頗深，知識面廣且實踐經(jīng)驗豐富。曾任全國高等學(xué)校焊接專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會委員、中國機(jī)械工程學(xué)會焊接學(xué)會第四屆理事會理事、山東省焊接學(xué)會首屆秘書長和濟(jì)南焊接技術(shù)協(xié)會理事長。他的成果卓著，尤其在我國焊接技術(shù)基礎(chǔ)建設(shè)方面作出了杰出的貢獻(xiàn)。曾參加過我國大型權(quán)威工具書，如《中國大百科全書》、《機(jī)械工程手冊》、《焊接手冊》等的編寫，并擔(dān)任《機(jī)械工程手冊》中焊接結(jié)構(gòu)篇（1版和2版）的主編、《焊接手冊》第3卷（1、2、3版）副主編，編寫了《中國材料工程大典》中焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計篇。這本《焊接工程師手冊》（第1版）是2002年獨自完成的力作，現(xiàn)又以精益求精和緊跟時代的精神順利地完成了本書的修訂工作。

書籍目錄

前言 第1版前言 第一篇　綜合資料 　第1章　符號 　第2章　單位及其換算 　第3章　常用公式、數(shù)據(jù)和資料 第二篇　焊接物理冶金 　第1章　焊接及其分類 　第2章　焊接物理 　第3章　焊接冶金 　第4章　焊接裂紋 第三篇　弧焊方法及設(shè)備 　第1章　弧焊電源 　第2章　焊條電弧焊 　第3章　埋弧焊 　第4章　鎢極氬弧焊(TIG焊) 　第5章　熔化極氣體保護(hù)焊 　第6章　等離子弧焊 　第7章　螺柱焊 第四篇　電阻焊方法及設(shè)備 　第1章　電阻焊基礎(chǔ) 　第2章　電阻焊設(shè)備 　第3章　點焊工藝 　第4章　凸焊工藝 　第5章　縫焊工藝 　第6章　對焊工藝 第五篇　其他焊接方法及設(shè)備 　第1章　電渣焊 　第2章　電子束焊 　第3章　激光焊 　第4章　摩擦焊 　第5章　擴(kuò)散焊 　第6章　冷壓焊 　　第7章　爆炸焊 　第8章　超聲波焊 　第9章　氣焊 　第10章　釬焊 　第11章　高頻焊 　第12章　熱切割 第六篇　焊接材料 　第1章　焊條 　第2章　焊絲、焊帶與焊劑 　第3章　焊接用保護(hù)氣體 　第4章　電極 第七篇　金屬材料的焊接 　第1章　焊接性及其試驗方法 　第2章　碳鋼的焊接 　第3章　低合金鋼的焊接 　第4章　耐熱鋼的焊接 　第5章　不銹鋼的焊接 　第6章　鑄鐵的焊接 　第7章　鋁及鋁合金的焊接 　第8章　銅及銅合金的焊接 　第9章　鈦及鈦合金的焊接 　第10章　異種金屬的焊接 　第11章　金屬材料的堆焊 　第12章　熱噴涂 第八篇　焊接結(jié)構(gòu) 　第1章　焊接應(yīng)力與變形 　第2章　焊接接頭 　第3章　焊接結(jié)構(gòu)的破壞 　第4章　焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計 第九篇　焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn) 　第1章　焊接工藝過程設(shè)計 　第2章　焊接工藝評定　第3章　焊接工藝裝備及其設(shè)計 　第4章　焊接生產(chǎn)的機(jī)械化和自動化 　第5章　焊接檢驗 　第6章　焊接生產(chǎn)的安全與勞動保護(hù)附錄A　我國焊接專業(yè)及其相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)目錄 附錄B　國內(nèi)外焊接材料型(牌)號對照附錄C　各國不銹鋼及耐熱鋼牌號對照 參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：可以看出，閃光對焊的基本特征是先閃光后頂鍛。1.閃光的形成及其作用帶電兩工件端面輕微接觸時，總是少數(shù)突出點先短接，這些觸點流過電流而熔化，于是在兩端面之間形成液態(tài)金屬過梁。由于金屬過梁電流密度很大，很快便發(fā)生蒸發(fā)和爆破。隨著動夾具的緩緩?fù)七M(jìn)，過梁得以不斷生成又不斷爆破。在蒸氣壓力和電磁力作用下，爆破的液態(tài)金屬微粒不斷從接口間向外噴射出來，形成閃光的火花。在閃光過程中，接觸面上的平均電阻遠(yuǎn)大于工件本身的電阻，因此，接觸面上的析熱就成為整個閃光對焊的主要熱源。所以連續(xù)不斷的閃光過程就是對焊接部位的加熱過程。隨著端面溫度升高，過梁爆破速度加快，這時動夾具推進(jìn)速度也須逐漸加大。閃光過程結(jié)束前，整個待焊端面必須形成一薄的液態(tài)金屬層，并在一定深度上使金屬達(dá)到塑性溫度，為后面頂鍛實現(xiàn)焊接創(chuàng)造條件。對閃光過程的要求是穩(wěn)定而強(qiáng)烈，穩(wěn)定是指閃光過程連續(xù)不斷，中間不發(fā)生斷路或短路；強(qiáng)烈是指在單位時間內(nèi)有相當(dāng)多的金屬過梁產(chǎn)生和爆破。由于閃光時金屬蒸氣和微粒發(fā)生強(qiáng)烈氧化，在接口間隙中氣體介質(zhì)的含氧量將減少，其氧化能力降低，這對提高接頭質(zhì)量有利。如果閃光過程發(fā)生中斷、短路或強(qiáng)烈度降低，則接口處的這種自保護(hù)作用將減弱。2.頂鍛及其作用閃光結(jié)束后，兩工件快速靠攏，把液態(tài)金屬及氧化物在凝固前擠出接合面，使?jié)崈舻乃苄越饘倬o密接觸，在頂鍛力作用下使之產(chǎn)生一定的塑性變形，以促進(jìn)再結(jié)晶，形成共同晶粒而獲得牢固的接頭。頂鍛的時機(jī)、速度和頂鍛力的大小是獲得優(yōu)質(zhì)接頭的關(guān)鍵。閃光結(jié)束的同時必須使兩焊件快速靠攏，否則接口間隙中受氧化程度增加，故頂鍛要及時而快速。而且在頂鍛過程中不能過早地切斷電流，否則上述間隙氣體介質(zhì)的自保護(hù)作用將消失，端面金屬將被強(qiáng)烈氧化；也會因端面金屬已冷卻，氧化物難以從間隙中擠出去而成為焊接夾雜的缺陷。3.預(yù)熱及其作用在閃光之前對焊件進(jìn)行預(yù)熱有以下幾個目的。1）減小需用功率?？梢栽谛∪萘亢笝C(jī)上焊接斷面較大的工件，因為預(yù)熱能激發(fā)閃光過程。2）降低焊后冷卻速度。有利于防止易淬火鋼接頭在冷卻時產(chǎn)生淬火組織和裂紋。3）縮短閃光時間。既提高生產(chǎn)率又可減少閃光留量的消耗，這對貴重金屬焊接更有意義。預(yù)熱是在同一焊機(jī)上進(jìn)行，分電阻預(yù)熱和閃光預(yù)熱兩種方法，前者是將兩工件端面緊密接觸后進(jìn)行脈沖通電，后者是通電后再把兩焊件端面交替地接觸和分開，每接觸一次要激起短暫的閃光過程，故又稱斷續(xù)閃光預(yù)熱。但是，預(yù)熱閃光焊延長了焊接周期，使生產(chǎn)率降低；也使焊接過程自動化更加復(fù)雜；預(yù)熱控制難度大，尤其對展開型截面，如薄板或薄壁管等的焊接，很難得到均勻的預(yù)熱。若預(yù)熱程度不一致，則會降低接頭質(zhì)量的穩(wěn)定性。

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