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第一章 特种设备的基本知识 1

第一节 锅炉的基本知识 1

一、锅炉的概念及分类 1

二、锅炉的工作参数 2

三、锅炉的基本结构 3

第二节 压力容器的基本知识 5

一、压力容器的概念及分类 5

二、压力容器的主要操作参数 6

三、压力容器的基本结构 7

第三节 压力管道的基本知识 9

一、压力管道的概念及分类 9

二、压力管道的基本构成 11

第四节 起重机械的基本知识 12

一、起重机械的概念及分类 12

二、起重机械的主要参数 12

三、起重机械的基本构成 13

第五节 电梯的基本知识 13

一、电梯的概念及分类 13

二、电梯的主要参数 14

三、电梯的基本构成 14

第六节 客运索道的基本知识 14

一、客运索道的概念及分类 14

二、客运索道的基本构成 15

第七节 大型游乐设施的基本知识 16

一、大型游乐设施的概念及分类 16

二、大型游乐设施的基本构成 16

第二章 金属学基础 17

第一节 金属的晶体结构 17

一、晶体的特性 17

二、晶格与晶胞 17

三、实际金属的晶体结构 19

第二节 金属的结晶 21

一、金属结晶的概念 21

二、金属结晶的条件 22

三、金属结晶的形核过程 22

四、金属结晶的长大过程 23

第三节 合金的相结构 23

一、相是指合金中结构相同、成分和性能均一并以界面相互分开的组成部分 24

二、相的晶体结构 24

第四节 铁碳合金相图 24

一、特性点 25

二、特性线 25

第五节 钢的组织 26

一、铁素体 26

二、奥氏体 26

三、渗碳体 27

四、珠光体 27

五、马氏体 27

六、贝氏体 27

七、魏氏体 27

第六节 金属的热处理 28

一、退火 28

二、正火 28

三、淬火 28

四、回火 28

五、其他类型的热处理 29

第七节 金属的力学性能 30

一、强度 30

二、塑性 31

三、硬度 32

四、韧性 33

五、金属的加工工艺性能 33

第八节 钢的分类及编号 34

一、钢的分类 34

二、钢的编号及性能 35

三、德国钢材的编号 37

四、日本钢材的编号 37

五、美国钢材的牌号 38

六、碳素结构钢的世界牌号对照表 38

第三章 焊接冶金及焊接材料 40

第一节 焊接冶金 40

一、焊条的熔化和熔滴的过渡 40

二、熔池 41

三、气体对焊接的作用 42

四、熔渣与金属的作用 43

五、合金过渡 44

第二节 焊缝与焊接热影响区 45

一、焊缝的固态相变 45

二、焊缝性能的控制 46

三、焊接热影响区的组织与性能 46

第三节 焊条 47

一、焊条的分类 47

二、焊条的组成 50

三、焊条的工艺性能 50

四、典型焊条的冶金性能分析 51

五、焊条型号和牌号的对应关系 51

第四节 焊丝 52

一、焊丝的分类及型号 52

二、实芯焊丝 53

三、药芯焊丝 53

第五节 焊接用焊剂、气体与电极 54

一、焊剂的分类与牌号 54

二、焊剂的性能与用途 55

三、焊接气体 56

四、电极 56

第六节 常用焊接材料型号和牌号举例 56

第七节 金属焊接性及试验方法 61

一、直接模拟试验 61

二、间接推算法 62

第四章 焊接工艺 64

第一节 焊接接头形式及焊接符号 64

一、焊接接头及坡口形式 64

二、焊缝与焊缝符号 66

第二节 焊接电源 67

一、焊接电源及电特性 67

二、弧焊电源的基本要求 69

三、电源的分类及选用 70

第三节 焊条电弧焊 71

一、焊条的选择 71

二、焊接参数的选择 72

三、操作工艺 72

第四节 手工钨极氩弧焊 76

第五节 埋弧焊 77

一、埋弧焊的焊接材料与工艺 77

二、埋弧焊的自动焊 78

第六节 CO2气体保护焊 78

第七节 气焊 80

第八节 等离子弧焊 81

第九节 钎焊 82

第十节 典型材料的焊接 84

一、碳素钢的焊接 84

二、低合金高强度钢的焊接 85

三、不锈钢、耐热钢的焊接 86

四、铸铁的补焊 87

五、有色金属的焊接 87

第五章 焊接应力与变形 89

第一节 焊接应力及变形的基本原理 89

一、焊接温度场及影响因素 89

二、温度对材料的物理及力学性能的影响 90

三、金属杆件在温度变化时产生的应力及变形 90

四、材料不均匀加热及焊接过程引起的应力及变形 90

五、材料的物理和力学性能对焊接残余应力与变形的影响 92

第二节 焊接残余变形 92

一、焊接残余变形的分类 92

二、焊接变形的危害性 94

三、焊接残余变形的预测计算 95

四、焊接变形的测量 96

第三节 焊接残余应力 97

一、焊接残余应力的分布 97

二、焊接残余应力的影响 99

三、焊接残余应力的测量 101

第四节 减小焊接残余变形及应力的措施 102

一、预防控制焊接变形的措施 102

二、焊接变形的矫正 104

三、控制焊接残余应力的措施 105

四、焊接应力的消除 107

五、典型应用实例 108

第六章 焊接结构制造 113

第一节 制造的质量保证 113

一、管理职责 113

二、质量体系 113

三、文件和资料的控制 113

四、设计控制 114

五、采购控制 114

六、材料控制 114

七、工艺控制 114

八、焊接、热处理管理的控制 115

九、检验和试验的控制 115

十、不合格品的控制 116

十一、人员培训上岗 116

十二、计量与设备控制 116

十三、持续质量的改进 116

第二节 焊接工艺评定 117

一、焊接工艺评定的意义和目的 117

二、焊接工艺评定的一般过程 117

三、焊接工艺评定的规则 118

四、焊接工艺评定试验要求和结果评价 120

五、焊接工艺评定报告 121

第三节 焊接工艺技术文件 124

一、焊接工艺规程 125

二、产品的焊接接头编号卡（或焊缝识别卡） 126

三、焊接顺序卡或焊接接头工艺卡 126

四、通用焊接工艺守则（或规程） 129

第四节 焊工考试 129

一、考试内容与方法 129

二、考试结果评定 132

第七章 焊接质量检验 134

第一节 焊接质量检验的目的及检验方法 134

一、焊接质量检验的目的 134

二、焊接质量检验方法 134

第二节 射线检测的基础知识 135

一、射线检测的原理 135

二、射线检测的设备 137

三、射线检测的工艺 137

四、射线的安全防护 138

第三节 超声波检测的基础知识 138

一、超声波的发生及性质 138

二、超声波检测的原理 139

三、超声波检测的工艺 139

第四节 磁粉检测的基础知识 140

第五节 渗透检测的基础知识 141

第六节 涡流检测的基础知识 142

第七节 声发射检测的基础知识 143

第八节 承压类特种设备焊缝无损检测的比例介绍 144

一、无损检测方法的选择 144

二、锅炉焊缝无损检测的比例 145

三、压力容器焊缝无损检测的比例 147

四、压力管道焊缝无损检测的比例 149

第八章 焊接安全与防护 151

第一节 焊接易发事故的原因及防止措施 151

一、电弧焊的触电事故 151

二、电弧焊的火灾爆炸事故 152

三、电弧焊的其他事故 153

第二节 焊接的危害及防护 154

一、电弧辐射及防护 154

二、有害物质的危害及防护 156

三、焊接热辐射、噪声和振动的防护 160

第三节 常用焊接方法的安全操作技术 161

一、焊条电弧焊的安全操作技术 161

二、氩弧焊的安全操作技术 162

三、CO2气体保护焊的安全操作技术 162

四、埋弧焊的安全操作技术 163

五、等离子弧焊接和切割的安全操作技术 163

六、电阻焊的安全操作技术 163

七、气焊和气割的安全操作技术 164

第四节 常用焊接方法的有害物质 164

一、焊条电弧焊的有害物质 164

二、钨极氩弧焊的有害物质 165

三、熔化极气体保护焊的有害物质 165

四、电阻焊的有害物质 166

五、等离子弧切割的有害物质 166

六、钎焊的有害物质 166

七、气焊气割的有害物质 167

第九章 锅炉的焊接 168

第一节 锅筒的焊接 170

一、主要焊缝的焊接 170

二、焊接材料的选用 173

三、焊接及热处理 175

四、焊接检验 177

第二节 集箱的焊接 179

一、集箱本体的环缝拼接 182

二、集箱管接头的焊接 187

三、集箱的焊后检验 191

第三节 受热面管的焊接 192

一、锅炉小口径管的牌号及其焊接性 192

二、小口径管的焊接工艺 196

三、小口径管的焊后热处理 207

四、小口径管的焊后检验 207

第四节 膜式水冷壁的焊接 209

一、膜式水冷壁制造工艺流程和焊接方法的选择 209

二、膜式水冷壁的焊接工艺 210

三、膜式水冷壁的热处理工艺 213

四、膜式水冷壁的焊接检验 213

第十章 压力容器的焊接 216

第一节 碳素钢、低合金高强度钢压力容器的焊接 216

一、压力容器用碳素钢的焊接 216

二、压力容器用低合金高强度钢及其焊接特点 217

第二节 耐热钢压力容器的焊接 220

一、压力容器用耐热钢及其焊接特点 220

二、压力容器用耐热钢焊接材料的选用 223

三、压力容器用耐热钢的焊接要点 223

四、耐热钢压力容器的焊接实例 225

第三节 低温钢压力容器的焊接 226

一、压力容器用低温钢及其焊接特点 226

二、压力容器用低温钢焊接材料的选用 227

三、压力容器用低温钢的焊接要点 227

四、低温钢压力容器的焊接实例 228

第四节 不锈钢压力容器的焊接 229

一、压力容器用不锈钢及其焊接特点 229

二、压力容器用不锈钢焊接材料的选用 230

三、压力容器用不锈钢的焊接要点 231

四、压力容器用双相不锈钢的焊接 232

五、不锈钢压力容器的焊接实例 234

第五节 有色金属压力容器的焊接 235

一、压力容器用镍基耐蚀合金的焊接 235

二、压力容器用钛及钛合金的焊接 236

三、压力容器用铝及铝合金的焊接 237

四、压力容器用铜及铜合金的焊接 238

第六节 压力容器中异种钢的焊接 239

一、压力容器用异种钢及其焊接特点 239

二、压力容器用异种钢的焊接工艺要点 240

三、压力容器用复合钢板的焊接 241

第七节 加氢反应器的焊接制造 243

一、概述 243

二、加氢反应器的焊接 243

第八节 球罐的焊接制造 250

一、球罐的组装 250

二、球罐的现场焊接顺序和焊工工位的布置 251

三、球罐焊缝返修及球壳板表面损伤的修补 252

第九节 压力容器的现场组焊 254

一、概述 255

二、现场准备 255

三、半成品、零部件及焊接材料的检查验收 255

四、塔器的现场组装 256

第十一章 压力管道的焊接 259

第一节 压力管道材料 259

一、压力管道管材的选用 259

二、原材料的管理 261

第二节 管道焊前准备 262

一、焊接工艺评定及焊工考试 262

二、对焊接技术人员的要求 262

三、原材料的加工 262

第三节 管道的焊接组装工艺 263

一、管道组对的要求 263

二、管道对接装配的对口器 264

第四节 管道的焊接检验 267

一、管道焊缝的外观质量检验 267

二、管道焊缝的无损检测 268

第五节 不同材料管道的焊接 269

一、碳钢管道的焊接 269

二、不锈钢管道的焊接 270

三、耐热钢管道的焊接 276

四、钛及钛合金管道的焊接 280

五、铜及铜合金管道的焊接 282

六、铝及铝合金管道的焊接 282

七、镍及镍合金管道的焊接 283

第六节 长输管道的焊接 284

一、概述 284

二、长输管道接头焊前的预热和焊缝热处理 286

三、长输管道的焊接 287

第七节 管道的工厂化预制 292

一、概述 292

二、管道预制的焊接生产线介绍 292

第八节 塑料管道的焊接 295

一、PE管道的特点 296

二、PE管的焊接技术 296

三、PE管的焊接质量控制 302

四、PE管的焊接质量检验 302

五、PE管的焊接工艺评定和焊工技能考试 303

第九节 管道的在线焊接及修复 306

一、压力管道的在线焊接 306

二、管道缺陷的修复技术 309

第十二章 机电类特种设备钢结构的焊接 312

第一节 零件的备料 312

一、材料的要求 312

二、下料的准备 312

三、下料的方法 313

第二节 材料的表面处理 320

一、材料的表面处理简述 320

二、材料表面处理的方法 320

第三节 钢结构的装配 321

一、装配方法的分类 322

二、装配的条件及基准 322

三、装配的定位焊 323

四、装配的测量 323

五、装配的质量要求 324

六、典型型材的装配 324

第四节 装配工装及卡具 325

一、工装夹具的分类和组成 325

二、工装夹具的特点 326

三、定位器 326

四、夹紧机构 327

五、夹具体 329

第五节 桥式起重机的装配焊接 330

一、桥式起重机的结构 330

二、桥式起重机的技术要求 331

三、盖板和腹板的组装焊接 332

四、箱形主梁半成品的组装焊接 332

五、主梁整体的组装焊接 334

六、桥架的组装焊接 336

第六节 门式起重机的组装焊接 338

一、门式起重机的结构 338

二、门式起重机桥架的组装焊接 338

三、支腿的组装焊接 340

四、下横梁的组装焊接 341

第七节 塔式起重机的组装焊接 343

一、塔式起重机的结构 343

二、桁架的焊接生产 343

第八节 其他特种设备的钢结构焊接 345

一、电梯焊接的基本特点 345

二、游乐设施焊接的基本特点 345

三、客运索道焊接的基本特点 348

第九节 钢结构焊接的通用焊接工艺 349

一、焊接材料 349

二、焊接环境 349

三、焊接工艺评定及焊工考核 349

四、预热和层间温度 350

五、焊后消除应力 350

六、临时焊缝、定位焊缝 350

七、焊接接头和焊缝的尺寸公差 350

八、焊缝的返修及补焊 351

第十节 钢结构焊接变形的控制及矫正 352

一、工字梁焊接变形的控制 352

二、箱形梁焊接变形的控制 353

三、焊接变形的火焰矫正 354

第十一节 焊接质量检测 355

一、外观检测 356

二、内部质量的检测 357

参考文献 358