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第1章 焊接结构的基本类型及接头形式1

1.1 概述1

1.2 焊接结构的基本类型及组成元件3

1.2.1 焊接结构的基本类型3

1.2.2 焊接结构组成元件10

1.3 焊接接头的形式和坡口形状的设计10

1.3.1 焊接接头的基本类型10

1.3.2 焊接接头的工艺性设计14

1.3.3 焊接接头的坡口设计17

1.3.4 焊接接头的坡口标准31

1.3.5 焊接接头在图样上的表示方法54

第2章 焊接结构制造工艺流程与焊接技术管理65

2.1 焊接结构制造工艺流程65

2.1.1 原材料和焊接材料的检验与管理65

2.1.2 结构材料的预处理66

2.1.3 放样、划线与号料66

2.1.4 下料和边缘加工67

2.1.5 成形和弯曲加工68

2.1.6 装配与焊接69

2.1.7 焊后热处理70

2.1.8 焊件的质量检验70

2.1.9 焊接构件的后处理70

2.1.10 焊接结构的涂装71

2.2 焊接结构生产中的技术管理71

2.2.1 产品施工图样的工艺性审查71

2.2.2 产品焊接工艺方案的制订71

2.2.3 焊接新材料、新工艺和新设备试验72

2.2.4 焊接设备和焊接材料采购规范72

2.2.5 产品（或部件）焊接技术条件73

2.2.6 焊接工艺专业标准73

2.2.7 焊接工艺规程74

2.2.8 焊接工艺评定74

2.2.9 产品焊缝识别卡74

2.2.10 其他焊接工艺文件74

2.2.11 焊接工艺设计的工作程序74

2.3 焊接工艺规程的编制77

2.3.1 焊接工艺规程的定义78

2.3.2 焊接工艺规程的格式78

2.3.3 焊接工艺规程的内容78

2.3.4 焊接工艺规程的编制程序78

2.3.5 焊接工艺规程的编写方法80

2.3.6 焊接工艺规程的适用性和局限性83

2.4 焊接工艺评定的实施83

2.4.1 焊接工艺评定的定义83

2.4.2 焊接工艺评定的依据83

2.4.3 焊接工艺评定的工作程序84

2.4.4 焊接工艺评定规则86

2.4.5 焊接工艺评定报告120

2.5 焊工的技术培训和考证122

2.5.1 现行焊工的考试标准122

2.5.2 焊工的技术培训123

2.5.3 焊工的考试规则126

2.5.4 持证焊工的管理132

第3章 焊接结构生产组织和焊接车间的工艺设计133

3.1 概述133

3.2 焊接结构生产的组织形式以及与设备选择的关系133

3.2.1 单件小批量生产133

3.2.2 成批生产134

3.2.3 大量生产134

3.3 焊接车间的工艺设计135

3.3.1 概要135

3.3.2 扩大初步设计必需的四个条件135

3.3.3 扩大初步设计的成果136

3.4 焊接车间的工艺平面布置139

3.4.1 焊接车间工艺平面布置的原则及方式139

3.4.2 焊接车间的工艺设计程序141

3.4.3 焊接车间平面布置实例148

第4章 焊接结构常用金属材料151

4.1 钢铁材料151

4.1.1 碳素结构钢151

4.1.2 低合金结构钢162

4.1.3 中合金结构钢193

4.1.4 高合金不锈钢194

4.1.5 高合金耐热钢206

4.1.6 高合金超高强度钢212

4.2 有色金属材料214

4.2.1 铝及铝合金214

4.2.2 镁及镁合金248

4.2.3 铜及铜合金252

4.2.4 镍及镍合金253

4.2.5 钛及钛合金285

第5章 常用焊接材料296

5.1 概述296

5.2 碳钢的焊接材料296

5.2.1 碳钢焊条296

5.2.2 埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂299

5.2.3 熔化极气体保护焊用碳钢实芯焊丝303

5.2.4 碳钢药芯焊丝305

5.2.5 电渣焊用碳钢焊丝和焊剂308

5.2.6 各种低碳钢常用焊接材料的选用原则309

5.3 低合金钢的焊接材料310

5.3.1 低合金钢焊条310

5.3.2 熔化极气体保护焊用低合金钢焊丝及保护气体327

5.3.3 低合金钢药芯焊丝331

5.3.4 钨极惰性气体保护焊（TIG焊）用低合金钢焊丝346

5.3.5 埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂347

5.3.6 电渣焊用低合金钢电极材料和焊剂353

5.3.7 低合金钢焊接材料的选用355

5.4 中合金钢的焊接材料360

5.4.1 中合金耐热钢的焊接材料360

5.4.2 中合金低温镍钢的焊接材料365

5.5 高合金钢的焊接材料367

5.5.1 高合金不锈钢的焊接材料367

5.5.2 高合金耐热钢的焊接材料381

5.5.3 高合金超高强度钢的焊接材料383

5.5.4 高合金钢焊接材料的选用383

5.6 铝及铝合金的焊接材料387

5.6.1 铝及铝合金焊条387

5.6.2 铝及铝合金焊丝387

5.7 铜及铜合金的焊接材料391

5.7.1 铜及铜合金焊条391

5.7.2 铜及铜合金焊丝393

5.7.3 铜及铜合金气焊用熔剂396

5.7.4 铜及铜合金埋弧焊用焊剂396

5.8 镍及镍合金的焊接材料397

5.8.1 镍及镍合金焊条397

5.8.2 镍及镍合金焊丝397

5.9 钛及钛合金的焊接材料415

第6章 备料加工工艺及设备418

6.1 概述418

6.2 钢材的预处理工艺418

6.2.1 钢材的矫正工艺418

6.2.2 钢材矫正的工艺设备420

6.2.3 原材料表面的清理工艺423

6.2.4 原材料表面的清理设备424

6.3 划线、放样工艺427

6.3.1 划线、放样工艺方法427

6.3.2 划线、放样工艺参数427

6.3.3 划线、放样用设备与工量具428

6.4 下料和边缘加工工艺428

6.4.1 金属材料的机械切割工艺428

6.4.2 金属材料的机械切割设备437

6.4.3 金属材料的热切割工艺445

6.4.4 金属材料的热切割设备461

6.4.5 金属材料的高压水射流切割493

6.4.6 金属材料的边缘和坡口加工495

第7章 成形工艺及其装备502

7.1 概述502

7.2 成形工艺的分类502

7.3 滚弯成形工艺504

7.3.1 滚弯成形方法505

7.3.2 卷板工艺细则507

7.3.3 滚弯设备510

7.4 压弯成形521

7.4.1 板材压弯成形方法522

7.4.2 型材压弯方法525

7.4.3 管材压弯方法529

7.4.4 压弯成形设备541

7.5 拉深成形工艺551

7.5.1 封头的拉深成形方法551

7.5.2 封头的拉深工艺要点553

7.5.3 瓦片的成形555

7.5.4 大口径厚壁管的成形556

7.5.5 翻边成形557

7.5.6 拉深成形设备561

7.6 旋压成形569

7.6.1 旋压成形的特点570

7.6.2 不变薄旋压法570

7.6.3 变薄旋压法571

7.6.4 旋压成形应用实例573

7.6.5 旋压成形设备574

第8章 组装工艺及设备577

8.1 概述577

8.2 对各类焊件组装质量的要求577

8.3 焊件组装的工艺方法578

8.4 装配工艺卡的编制581

8.5 组装工夹具及机械582

8.5.1 组装工夹具582

8.5.2 组装机械613

第9章 现代焊接工艺方法617

9.1 概述617

9.2 焊条电弧焊617

9.2.1 焊条电弧焊的优缺点617

9.2.2 焊条电弧焊的工艺特点617

9.2.3 焊条电弧焊的焊接参数618

9.2.4 焊条电弧焊的操作技术619

9.2.5 典型的焊接参数620

9.3 埋弧焊620

9.3.1 埋弧焊方法的优缺点620

9.3.2 埋弧焊的工艺方法621

9.3.3 埋弧焊的焊接参数624

9.3.4 埋弧焊的操作技术628

9.3.5 埋弧焊典型的焊接参数630

9.4 熔化极气体保护电弧焊631

9.4.1 MIG/MAG焊工艺的优缺点631

9.4.2 熔化极气体保护焊的工艺方法632

9.4.3 MIG/MAG焊的焊接参数636

9.4.4 MIG/MAG焊的操作技术639

9.4.5 MIG/MAG焊典型的焊接参数641

9.5 药芯焊丝电弧焊643

9.5.1 药芯焊丝电弧焊的优缺点643

9.5.2 药芯焊丝电弧焊的工艺方法644

9.5.3 药芯焊丝电弧焊的焊接参数644

9.5.4 药芯焊丝电弧焊的操作技术645

9.5.5 药芯焊丝电弧焊典型的焊接参数646

9.6 不熔化极惰性气体保护电弧焊649

9.6.1 TIG焊的优缺点649

9.6.2 TIG焊的工艺方法649

9.6.3 TIG焊的焊接参数651

9.6.4 TIG焊的操作技术653

9.6.5 TIG焊典型的焊接参数655

9.7 等离子弧焊656

9.7.1 等离子弧焊的优缺点656

9.7.2 等离子弧焊的工艺方法657

9.7.3 等离子弧焊的焊接参数658

9.7.4 等离子弧焊的操作技术659

9.7.5 等离子弧焊典型的焊接参数660

9.8 电渣焊662

9.8.1 电渣焊的优缺点662

9.8.2 电渣焊的工艺方法663

9.8.3 电渣焊的焊接参数664

9.8.4 电渣焊的操作技术665

9.8.5 电渣焊典型的焊接参数667

9.9 电子束焊668

9.9.1 电子束焊的优缺点669

9.9.2 电子束焊的工艺方法669

9.9.3 电子束焊的焊接参数669

9.9.4 电子束焊典型的焊接参数671

9.10 激光焊671

9.10.1 激光焊的优缺点671

9.10.2 激光焊的工艺方法671

9.10.3 激光焊的焊接参数672

9.10.4 激光焊典型的焊接参数675

9.11 电阻焊675

9.11.1 电阻焊的优缺点675

9.11.2 电阻焊的焊接工艺675

9.12 螺柱焊683

9.12.1 电弧螺柱焊的焊接工艺684

9.12.2 电容放电螺柱焊的焊接工艺684

9.13 摩擦焊685

9.13.1 摩擦焊的优缺点685

9.13.2 摩擦焊的工艺方法685

9.13.3 摩擦焊的焊接工艺686

9.14 焊接工艺方法的选择687

9.14.1 选择原则687

9.14.2 选择依据687

第10章 常用焊接设备689

10.1 概述689

10.2 焊接结构生产中常用的焊接设备689

10.3 电弧焊机690

10.3.1 电弧焊机的分类690

10.3.2 弧焊电源692

10.3.3 送丝机构703

10.3.4 焊条电弧焊机707

10.3.5 熔化极气体保护焊设备709

10.3.6 钨极惰性气体保护焊及等离子弧焊设备717

10.3.7 埋弧焊机722

10.3.8 电弧焊机的安装和维护727

10.4 电阻焊机728

10.4.1 电阻焊机的分类728

10.4.2 电阻焊的电能类型和特点729

10.4.3 电阻焊机的主要组成部分731

10.4.4 点焊机733

10.4.5 凸焊机738

10.4.6 缝焊机739

10.4.7 对焊机742

10.4.8 电阻焊控制器744

10.4.9 中频逆变整流式电阻焊机747

10.4.10 小型微型电阻焊和精密点焊机749

10.5 激光焊机751

10.6 电子束焊机752

10.7 摩擦焊设备754

10.8 电渣焊机755

10.9 电弧螺柱焊机756

10.10 焊接设备的选用原则757

第11章 焊接工艺装备760

11.1 概述760

11.2 焊接工艺装备的分类760

11.3 自动化焊接装备的构成760

11.4 自动化焊接装备用焊接电源761

11.5 送丝系统和焊接机头763

11.6 焊接机头的移动机械770

11.6.1 平焊行走小车770

11.6.2 全位置焊接小车773

11.6.3 立柱动梁式焊接操作机776

11.6.4 侧梁式焊接操作机780

11.6.5 龙门式焊接操作机782

11.7 焊件变位机械784

11.7.1 焊接滚轮架784

11.7.2 焊接变位机792

11.7.3 焊接翻转机800

11.7.4 焊接回转台806

11.8 自动化焊接装备的电气控制807

11.8.1 焊接生产全过程的逻辑程序控制807

11.8.2 焊接装备的系统控制器809

11.9 焊接装备自动化执行机构816

11.9.1 焊缝自动跟踪器816

11.9.2 弧长自动控制器821

11.9.3 焊枪机械横摆器823

11.9.4 视频监视系统824

11.10 标准型自动化焊接专机826

11.10.1 薄板纵缝自动焊专机826

11.10.2 小直径容器、管件环缝自动焊机831

11.10.3 接管环缝自动焊机834

11.10.4 管-管对接自动焊机836

11.10.5 管子／管板接头自动焊机843

第12章 钢铁材料的焊接846

12.1 概述846

12.2 碳钢的焊接846

12.2.1 碳钢的焊接性846

12.2.2 碳钢的焊接工艺要点848

12.3 低合金结构钢的焊接849

12.3.1 低合金结构钢的焊接性849

12.3.2 低合金钢焊接工艺要点853

12.4 中合金钢的焊接860

12.4.1 中合金耐热钢的焊接性860

12.4.2 中合金低温镍钢的焊接性861

12.4.3 中合金钢焊接工艺要点861

12.5 高合金钢的焊接863

12.5.1 高合金不锈钢的焊接性863

12.5.2 高合金耐热钢的焊接性873

12.5.3 高合金超高强度钢的焊接性877

12.5.4 高合金钢焊接工艺要点878

第13章 有色金属的焊接895

13.1 概述895

13.2 铝及铝合金的焊接895

13.2.1 铝及铝合金的焊接性895

13.2.2 铝及铝合金的焊接方法897

13.2.3 铝和铝合金的焊接工艺要点903

13.3 镁及镁合金的焊接921

13.3.1 镁及镁合金的焊接性921

13.3.2 镁及镁合金的焊接方法921

13.3.3 镁及镁合金的焊接工艺要点921

13.4 铜及铜合金的焊接925

13.4.1 铜及铜合金的焊接性925

13.4.2 铜及铜合金的焊接方法926

13.4.3 铜及铜合金焊接工艺要点927

13.5 钛及钛合金的焊接936

13.5.1 钛及钛合金的焊接性936

13.5.2 钛及钛合金的焊接方法937

13.5.3 钛及钛合金焊接工艺要点937

13.6 镍及镍合金的焊接943

13.6.1 镍及镍合金的焊接性943

13.6.2 镍及镍合金的焊接方法944

13.6.3 镍及镍合金的焊接工艺要点945

第14章 焊接应力与变形及其消除方法953

14.1 焊接应力与变形的形成及其影响因素953

14.1.1 材料特性的影响953

14.1.2 不同类型焊接热源的影响954

14.1.3 焊接热源引起的瞬态应力与变形955

14.2 焊接应力956

14.2.1 焊接应力的分类956

14.2.2 焊接残余应力956

14.2.3 焊接残余应力的控制与消除964

14.3 焊接变形972

14.3.1 焊接变形的分类972

14.3.2 焊接残余变形973

14.3.3 焊接变形的控制与消除979

第15章 锅炉、压力容器和管道的制造工艺986

15.1 概述986

15.2 锅炉、压力容器和管道的结构特点986

15.2.1 锅炉的结构特点986

15.2.2 压力容器的结构特点991

15.2.3 管道的结构特点994

15.3 锅炉、压力容器和管道制造工艺流程996

15.3.1 锅炉总体制造工艺流程996

15.3.2 锅炉受压部件的制造工艺流程997

15.3.3 压力容器的制造工艺流程1000

15.3.4 焊接钢管制造工艺流程1005

15.4 锅炉、压力容器与管道制造规程1008

15.4.1 锅炉受压部件的制造规程1008

15.4.2 压力容器制造规程1017

15.4.3 焊接管道制造规程1023

15.5 锅炉、压力容器和管道的备料及成形工艺1028

15.5.1 备料工艺1028

15.5.2 成形工艺1028

15.6 锅炉、压力容器和管道的焊接工艺1028

15.6.1 锅炉受压部件的焊接工艺1028

15.6.2 压力容器焊接工艺1032

第16章 建筑和桥梁结构的制造工艺1044

16.1 概述1044

16.2 建筑钢结构和桥梁结构的制造法规与标准1044

16.2.1 制造法规1044

16.2.2 相关法规和标准1044

16.3 建筑、桥梁钢结构用钢材1044

16.3.1 国内常用钢板牌号1044

16.3.2 国外常用钢板牌号1045

16.3.3 典型和新型钢材性能简介1045

16.4 建筑结构设计要点1045

16.4.1 一般规定1045

16.4.2 焊接连接细则1046

16.4.3 厚板接头设计1048

16.4.4 层状撕裂1050

16.5 焊接接头坡口形状和尺寸1054

16.5.1 焊接接头坡口形状代号和尺寸（JGJ 81—2002）1054

16.5.2 管子相贯线接头形式1067

16.6 焊接工艺评定1068

16.6.1 《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ 81—2002）中对焊接工艺评定的规定1068

16.6.2 美国《桥梁焊接规范》（AWS D1.5）规定的焊接工艺评定1070

16.7 焊接1078

16.7.1 焊接质量管理和施工通则1078

16.7.2 常用材料最低预热温度的确定1080

16.7.3 梁柱接头节点常用的连接形式1082

16.7.4 焊接工艺要点1083

16.7.5 建筑结构典型构件制造工艺要点1085

16.7.6 厚板焊接要点1093

第17章 船舶结构的制造工艺1095

17.1 概述1095

17.1.1 船体分段划分1095

17.1.2 船体结构用钢1095

17.2 小合拢和部件的制作1095

17.2.1 双丝串列自动埋弧焊1095

17.2.2 T排结构自动气体保护焊的应用1098

17.3 平面分段生产线1099

17.3.1 平面分段生产线基本构成1099

17.3.2 拼板定位焊接工位1099

17.3.3 拼板单面焊接工位——采用FCB法（Flux Copper Backing）1099

17.3.4 纵骨安装工位1102

17.3.5 纵骨焊接工位1102

17.4 底部分段制造中高效焊接技术的应用1104

17.4.1 纵桁部件1104

17.4.2 内底板、外底板和纵骨1105

17.4.3 肋板安装和焊接1105

17.5 下边水舱分段制造中高效焊接技术的应用1106

17.5.1 肋骨框装焊1106

17.5.2 斜底板拼焊和纵骨装焊1107

17.5.3 中十五拢筋小合拢装焊1107

17.5.4 傍板、外底板小合拢拼接1107

17.5.5 傍板与转圆板、外底板与转圆板的对接1107

17.6 上边水舱分段制造中高效焊接技术的应用1108

17.6.1 肋骨框小合拢装焊、斜底板拼焊和斜底纵骨装焊1109

17.6.2 上甲板拼焊和舷侧外板拼焊1109

17.6.3 肋骨与舷侧外板的平角焊缝1109

17.6.4 其余焊缝1109

17.7 甲板分段1109

17.7.1 顶镦组件、大横梁、大肋板小合拢1109

17.7.2 上甲板拼焊1110

17.7.3 小横梁装焊1110

17.8 大合拢阶段高效焊接技术的应用1110

17.8.1 陶瓷衬垫自动双丝单面MAG焊工艺1110

17.8.2 自动气电单面立焊工艺1111

第18章 汽车结构的制造工艺1113

18.1 概述1113

18.2 汽车结构制造法则及标准1114

18.2.1 汽车结构焊接设计标准1115

18.2.2 汽车结构焊接质量判定标准1118

18.3 汽车结构典型部件的制造工艺及装备1121

18.3.1 车身及零部件常用的焊接方法1121

18.3.2 车身及零部件先进的焊接工艺和装置1122

18.4 典型接头的焊接工艺规程1126

18.4.1 轿车车身结构1126

18.4.2 汽车零部件1129

18.4.3 客车结构1132

第19章 起重机械钢结构的制造工艺1133

19.1 概述1133

19.1.1 桥架1133

19.1.2 门架1134

19.1.3 小车架1135

19.2 起重机钢结构制造中的标准及技术要求1135

19.2.1 起重机钢结构制作标准1135

19.2.2 起重机钢结构件的焊缝质量要求1137

19.2.3 起重机钢结构制作标准对照表1137

19.3 起重机钢结构制造过程中的工艺装备1141

19.3.1 平台1141

19.3.2 吊具1142

19.3.3 垫架1142

19.3.4 轨道压紧装置1143

19.3.5 移梁小车1143

19.3.6 其他装备1144

19.3.7 专用胎具1144

19.4 起重机钢结构的制造工艺1144

19.4.1 钢板的预处理1145

19.4.2 板材的切割和拼接1145

19.4.3 箱形梁半成品的组装和焊接1147

19.4.4 箱形主梁整体组装焊接1149

19.4.5 梁的可拆接头处理1151

19.4.6 端梁的制作1152

19.4.7 小车架的制作1153

19.4.8 通用桥式起重机桥架的组装1154

19.5 起重机钢结构变形的火焰矫正1158

19.5.1 火焰矫正的步骤和注意事项1158

19.5.2 几种典型的矫正方式1159

第20章 焊接结构制造质量控制和焊接接头的检测1161

20.1 概述1161

20.2 焊接结构制造质量控制标准1161

20.2.1 影响钢熔焊接头质量的技术因素1166

20.2.2 焊接接头缺陷的类别及其分级1168

20.3 焊接结构制造质量的控制程序1180

20.3.1 产品图样的评审1181

20.3.2 焊接构件焊接技术条件的编制1181

20.3.3 焊接工艺方案的编制1182

20.3.4 焊接工艺试验1182

20.3.5 焊接工艺文件1182

20.3.6 焊接生产工艺过程的控制1183

20.4 焊接结构生产企业的质量体系1186

20.4.1 组织机构1188

20.4.2 设计控制1188

20.4.3 采购文件1188

20.4.4 外购件的质量控制1189

20.4.5 材料的标识和控制1189

20.4.6 特殊工艺过程的控制1189

20.4.7 不合格品的控制和处理1189

20.4.8 质量成本1190

20.5 焊接接头的质量检查1190

20.5.1 焊接接头的目视检查1190

20.5.2 焊接接头的无损检测1193

20.5.3 焊接接头的破坏性检验1220

参考文献1233