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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