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第一篇材料的焊接性基础1

第一章焊接熔池的凝固3

第一节熔池的凝固3

一、熔池的凝固3

二、晶体的生长4

第二节溶质传输与晶体生长5

一、溶质传输5

二、溶质浓度分布与晶体生长的关系6

三、组成过冷度与晶体生长的关系8

第三节组成过冷区与凝固组织的形态9

一、组成过冷区9

二、凝固组织的形态10

三、焊缝金属凝固组织12

第四节凝固过程中的缺陷16

一、结晶裂纹16

二、气孔16

三、夹渣17

四、偏析18

第五节焊接凝固组织的控制19

一、调节焊接工艺参数19

二、变质剂处理19

三、熔池搅拌效应20

四、高能束扫描20

参考文献21

第二章焊接热影响区组织转变22

第一节概述22

一、焊接热影响区的形成22

二、影响焊接热影响区的主要因素22

第二节 固态无相变材料的焊接热影响区特点23

第三节固态有相变材料的焊接热影响区特点26

一、有同素异构转变的纯金属和单相合金的焊接热影响区特点26

二、有同素异构转变的多相合金的焊接热影响区特点27

三、无同素异构转变的多相合金的焊接热影响区特点50

第四节 焊缝与热影响区之间有强烈扩散时热影响区的组织变化特点55

参考文献57

第三章焊接性试验方法59

第一节 概述59

第二节工艺焊接性试验方法60

一、工艺焊接性的间接估算法61

二、焊接裂纹敏感性试验方法64

第三节使用焊接性的试验方法82

一、焊接接头力学性能试验82

二、焊接接头抗脆断性能试验86

三、焊接接头疲劳及动载试验92

四、焊接接头的抗腐蚀试验93

五、焊接接头的高温性能试验95

第四节焊接热、应力、应变模拟试验方法96

一、焊接热、应力、应变模拟试验原理96

二、焊接热（应力、应变）模拟试验装置97

三、焊接热（应力、应变）模拟试验方法的应用97

参考文献100

第二篇铁与钢的焊接101

第四章碳钢的焊接103

第一节 概述103

第二节碳钢104

一、碳钢的分类104

二、普通碳素结构钢104

三、优质碳素结构钢106

四、专门用途的碳素结构钢108

五、碳钢铸件110

第三节碳钢用焊接材料112

一、手工电弧焊焊条112

二、埋弧焊焊丝和焊剂的配合121

三、二氧化碳气体保护焊用焊丝124

四、电渣焊用焊丝及焊剂125

第四节 碳钢的焊接性125

第五节低碳钢的焊按128

一、低碳钢的焊接性128

二、焊接材料的选用129

三、低碳钢在低温下的焊接130

第六节中碳钢的焊接131

一、中碳钢的焊接性131

二、焊接材料的选用131

三、中碳钢焊接工艺要点131

第七节高碳钢的焊接132

一、高碳钢的焊接性132

二、焊接材料的选择132

三、高碳钢焊接工艺要点132

第八节碳钢焊接举例132

一、船体焊接132

二、大型钢铁企业重型装置及厂房结构安装焊接134

三、压力容器制造、锅炉制造以及电站安装工程中的焊接136

四、热剂焊137

五、高频焊137

六、铁道钢轨焊接142

七、中碳钢的焊接143

八、高碳钢的焊接143

九、钎焊143

十、其他焊接方法144

参考文献144

第五章低合金钢的焊接146

第一节 概述146

第二节低合金钢用焊接材料146

一、焊丝146

二、焊条148

三、焊剂及其与焊丝的组合158

四、低合金钢用焊接材料的选用原则162

第三节热轧、正火钢的焊接162

一、热轧、正火钢的成分和性能162

二、热轧、正火钢的焊接性165

三、热轧、正火钢的焊接工艺166

四、典型钢种的焊接173

第四节低碳调质钢的焊接176

一、低碳调质钢的成分和性能176

二、低碳调质钢的焊接性176

三、接头设计181

四、低碳调质钢的焊接工艺181

第五节中碳调质钢的焊接184

一、中碳调质钢的成分和性能184

二、中碳调质钢的焊接性184

三、中碳调质钢的焊接工艺186

第六节低温用钢的焊接190

一、低温用钢的成分和性能190

二、低温用钢的焊接193

三、3.5％镍低温用钢的焊接193

第七节耐候钢及耐海水腐蚀用钢的焊接194

一、耐候钢及耐海水腐蚀用钢的成分和性能194

二、耐候钢及耐海水腐蚀用钢的焊接195

第八节镀层钢的焊接197

一、镀锌钢及其焊接197

二、渗铝钢及其焊接199

参考文献201

第六章耐热钢的焊接203

第一节概述203

一、耐热钢的种类203

二、耐热钢的应用范围及其选择203

三、对耐热钢焊接接头性能的基本要求203

第二节低合金耐热钢的焊接206

一、低合金耐热钢的化学成分和力学性能206

二、低合金耐热钢的热处理206

三、低合金耐热钢的焊接特点206

四、低合金耐热钢的焊接工艺211

五、低合金耐热钢焊接接头的性能219

第三节中合金耐热钢的焊接226

一、中合金耐热钢的化学成分和力学性能226

二、中合金耐热钢的焊接特性230

三、中合金耐热钢的焊接工艺234

四、中合金耐热钢的焊接接头的性能238

第四节高合金耐热钢的焊接243

一、高合金耐热钢的化学成分和力学性能243

二、高合金耐热钢的焊接性255

三、高合金耐热钢的焊接工艺263

四、高合金耐热钢接头的性能272

参考文献275

第七章不锈钢的焊接277

第一节不锈钢标准及性能277

一、不锈钢分类及组织277

二、不锈钢物理性能和力学性能280

三、不锈钢的耐腐蚀性能283

四、不锈钢焊接用填充材料287

第二节马氏体不锈钢的焊接292

一、马氏体不锈钢焊接特点292

二、马氏体不锈钢焊接工艺294

第三节铁素体不锈钢的焊接295

一、铁素体不锈钢焊接特点295

二、铁素体不锈钢焊接工艺301

第四节奥氏体不锈钢的焊接303

一、奥氏体不锈钢焊接特点303

二、奥氏体不锈钢焊接方法307

第五节析出硬化不锈钢的焊接320

一、析出硬化半奥氏体不锈钢的焊接320

二、析出硬化马氏体不锈钢的焊接322

三、析出硬化奥氏体不锈钢的焊接323

第六节铁素体－奥氏体双相不锈钢的焊接323

一、铁素体－奥氏体双相不锈钢特点323

二、铁素体－奥氏体双相不锈钢的焊接特点326

第七节不锈钢的钎焊329

一、钎焊金属329

二、钎料329

三、钎剂333

四、钎焊方法和工艺334

参考文献334

第八章其它高合金钢的焊接335

第一节高合金低温用钢与无磁钢的焊接335

一、概述335

二、Ni9钢的焊接335

三、0Cr21Ni6Mn9N钢的焊接342

四、15Mn26A14钢的焊接345

第二节马氏体时效钢的焊接348

一、概述348

二、化学成分348

三、合金元素的作用349

四、热处理350

五、力学性能351

六、物理性能352

七、焊接性352

八、焊接材料354

九、焊接方法和焊接工艺354

第三节HP9Ni-4Co钢的焊接357

一、概述357

二、化学成分357

三、合金元素的作用357

四、热处理工艺及其性能357

五、焊接性358

六、焊接方法及其焊接工艺358

第四节奥氏体高锰钢的焊接359

一、概述359

二、化学成分359

三、合金元素的作用359

四、热处理和性能361

五、物理性能362

六、焊接性362

七、焊接方法和焊接材料363

参考文献368

第九章铸铁的焊接369

第一节铸铁的种类及性能369

二、灰铸铁369

三、可锻铸铁370

四、球墨铸铁371

五、蠕墨铸铁371

第二节铸铁焊接性分析371

一、焊接接头易出现白口及淬硬组织371

二、焊接接头易出现裂纹373

三、已变质的铸铁件出现不易焊上的情况376

第三节灰铸铁焊接376

一、灰铸铁焊接方法分类376

二、同质（铸铁型）焊缝的熔化焊377

三、异质（菲铸铁型）焊缝的电弧焊385

四、钎焊392

五、氧－乙炔火焰粉末喷焊393

第四节球墨铸铁、可锻铸铁、蠕墨铸铁及白口铸铁的焊接393

一、球墨铸铁焊接393

二、可锻铸铁焊接396

三、蠕墨铸铁焊接396

四、白口铸铁焊接396

参考文献398

第三篇有色金属的焊接399

第十章高温合金的焊接401

第一节概述401

一、镍基高温合金401

二、铁基高温合金408

三、钴基高温合金410

四、合金元素对高温合金焊接性的影响411

第二节焊件表面清理及热处理413

一、表面清理413

二、焊前热处理413

三、焊后热处理415

第三节电弧焊415

一、钨极惰性气体保护焊415

二、熔化极惰性气体保护焊423

三、等离子弧焊425

第四节电子束焊和激光焊425

一、电子束焊425

二、激光焊426

第五节电阻焊427

一、点焊427

二、缝焊430

三、闪光焊431

四、点焊和缝焊接头的组织434

第六节扩散焊和摩擦焊436

一、扩散焊436

二、摩擦焊437

第七节钎焊439

一、钎料439

二、接头设计443

三、钎焊工艺443

四、接头性能443

五、钎焊接头组织443

参考文献445

第十一章镍基耐蚀合金的焊接447

第一节镍基耐蚀合金447

一、镍基耐蚀合金的分类与牌号447

二、镍基耐蚀合金的性能与用途448

第二节镍基耐蚀合金的焊接451

一、镍基耐蚀合金的焊接特点451

二、镍基耐蚀合金的钨极气体保护电弧焊454

三、镍基耐蚀合金的熔化极气体保护电弧焊455

四、镍基耐蚀合金的药皮焊条手工电弧焊456

五、镍基耐蚀合金的埋弧焊458

六、镍基耐蚀合金的等离子弧焊459

第三节镍基耐蚀合金的钎焊459

一、镍基耐蚀合金的硬钎焊459

二、镍基耐蚀合金的软钎焊464

参考文献464

第十二章铜及其合金的焊接465

第一节常用的铜及其合金465

一、紫铜465

二、黄铜465

三、青铜468

四、白铜469

第二节铜及其合金的熔化焊469

一、铜及其合金焊接性分析469

三、焊接材料的选择472

四、焊前预处理475

五、气焊工艺476

六、碳弧焊工艺477

七、手工电弧焊工艺477

八、埋弧焊工艺478

九、电渣焊工艺481

十、钨极惰性气体保护焊工艺481

十一、熔化极气体保护焊工艺482

十二、等离子弧焊接工艺487

十三、电子束焊接工艺488

第三节铜及其合金的压力焊489

一、电阻点焊与缝焊489

二、闪光焊和摩擦焊491

三、扩散焊491

第四节铜及铜合金的钎焊492

一、铜及铜合金的钎焊性492

二、钎料与钎剂493

三、钎焊方法与工艺495

参考文献495

第十三章铝、镁及其合金的焊接496

第一节铝及铝合金的焊接496

一、概述496

二、铝及铝合金焊接特点502

三、焊接方法选择503

四、焊接材料504

五、焊前准备及焊后清理506

六、焊接工艺507

七、安全措施521

第二节镁和镁合金的焊接521

一、概述521

二、镁合金的焊接特点522

三、镁合金的焊接工艺523

四、安全技术529

参考文献529

第十四章钛及其合金的焊接530

第一节 概述530

第二节 物理冶金及分类531

第三节钛及其合金的焊接性533

一、间隙元素沾污引起脆化533

二、焊接相变引起的性能变化534

三、裂纹536

四、气孔537

第四节焊接工艺537

一、钨极氩弧焊538

二、熔化极氩弧焊541

三、等离子弧焊接541

四、真空电子束焊541

五、闪光焊541

六、高频电阻焊543

七、摩擦焊543

八、扩散焊543

九、钎焊543

十、电阻点焊和缝焊544

第五节焊后热处理545

一、退火545

二、淬火－时效处理546

三、时效处理546

参考文献547

第十五章难熔金属的焊接549

第一节概述549

一、材料性能549

二、难熔金属的焊接性555

第二节钨、钼及其合金的焊接工艺558

一、钨的焊接工艺558

二、钼及其合金的焊接工艺558

第三节钽、铌及其合金的焊接工艺559

一、钽及其合金的焊接工艺559

二、铌及其合金的焊接工艺560

第四节 锆及其合金焊接工艺562

参考文献563

第十六章其它有色金属的焊接565

第一节铀及铀合金的焊接565

一、铀及铀合金的成分和性能565

二、铀及铀合金的焊接特点565

三、铀及铀合金的焊前处理566

四、焊接工艺566

第二节银及银合金的焊接566

一、银及银合金的成分和性能566

二、银及银合金的焊接特点567

三、焊接工艺567

第三节金及金合金的焊接569

一、金及金合金的成分和性能569

二、金及金合金的焊接特点569

三、焊接工艺569

第四节铂及铂合金的焊接570

一、铂及铂合金的成分和性能570

二、铂及铂合金的焊接特点570

三、焊接工艺571

第五节铅及铅合金的焊接571

一、铅及铅合金的成分和性能571

二、铅及铅合金的焊接特点572

三、焊接工艺572

第六节锌及锌合金的焊接575

一、锌及锌合金的成分和性能575

二、锌及锌合金的焊接特点576

三、焊接工艺576

参考文献577

第四篇异种材料的焊接579

第十七章异种金属的焊接581

第一节概述581

一、异种金属焊接性的特有困难581

二、异种金属的焊接性582

三、焊缝金属的稀释和合金化583

四、焊缝金属与母材金属界面的特点586

五、不同焊接方法焊接异种金属时的特点587

第二节异种钢的焊接588

一、异种钢焊接结构所用的材料588

二、异种钢焊接的工艺原则588

三、不同珠光体钢的焊接593

四、不同马氏体－铁素体钢的焊接595

五、珠光体钢与铁素体钢的焊接595

六、不同奥氏体钢的焊接596

七、珠光体钢与奥氏体钢的焊接597

八、铁素体钢与奥氏体钢的焊接601

九、异种钢焊接实例602

第三节钢与有色金属焊接602

一、钢与铝及其合金的焊接602

二、钢与铜及其合金的焊接605

三、钢与镍及其合金的焊接606

四、钢与钛及其合金的焊接607

五、钢与有色金属焊接实例609

第四节异种有色金属焊接609

一、铝与铜的焊接609

二、铝与钛的焊接610

三、钛与铜的焊接611

四、钛与铌的焊接612

五、异种有色金属焊接实例613

参考文献614

第十八章金属材料堆焊615

第一节概述615

一、堆焊及其在生产中的应用615

二、堆焊合金的使用性能615

三、堆焊件的母材及对堆焊工艺的影响618

第二节堆焊合金与堆焊工艺619

一、堆焊合金的分类619

二、铁基堆焊合金620

三、其它堆焊合金637

第三节堆焊合金选择与应用实例649

一、堆焊合金的选择649

二、应用实例650

参考文献651

第十九章陶瓷与金属的连接652

第一节 概述652

第二节连接用材料652

一、陶瓷652

二、金属656

三、钎料656

第三节连接工艺658

一、通用工艺658

二、烧结金属粉末法658

三、活性金属法660

四、其它连接方法660

第四节结构设计666

一、结构的基本形式667

二、结构设计要点669

三、结构实例671

参考文献672

第五篇非金属材料的焊接673

第二十章塑料的焊接675

第一节 塑料概论675

第二节 塑料焊接接头的形成及其影响因素676

第三节焊接方法678

一、热气焊678

二、超声波焊682

三、摩擦焊684

四、挤塑焊685

五、光致热能焊接688

六、热工具焊688

七、高频电焊693

第四节焊接接头的力学性能试验694

一、焊接接头的抗拉试验694

二、焊接接头的冲击拉伸试验695

三、焊接接头的三点弯曲试验696

四、持久拉伸试验698

参考文献699