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目录 1

一、熔焊接头的基本类型 3

第一节 焊接接头的基本类型 3

第一篇 焊接结构设计基础 3

第一章 焊接接头及其工作应力分布 3

二、压焊接头的基本类型 6

三、钎焊接头的基本类型 9

第二节 常用焊接接头的工作应力分布 11

一、常用熔焊接头的工作应力分布 12

二、电阻焊接头的工作应力分布 17

一、概述 18

第三节 熔焊接头的坡口形状和尺寸 18

二、气焊、手弧焊及气体保护焊接头坡口的基本形式与尺寸 20

一、焊缝符号与焊接方法代号 21

第四节 焊接接头在图纸上的表示方法 21

三、埋孤焊接头坡口的基本形式和尺寸 21

四、坡口尺寸精度 21

二、焊接接头在图纸上的表示方法 26

一、接头的可焊到性 28

第六节 常用焊接接头的设计注意事项 28

第五节 焊接接头的选择原则 28

二、接头的可探伤性 29

三、考虑接头腐蚀的设计注意事项 30

参考文献 32

一、结构钢 33

第一节 常用焊接结构金属材料 33

第二章 常用焊接结构材料 33

二、特殊钢 41

三、有色金属 46

一、母材的选择原则 47

第二节 焊接结构选材基本原则 47

二、焊接材料的选择原则 49

参考文献 50

一、金属在高温下的性能变化 51

第一节 基本概念 51

第三章 焊接变形与应力 51

三、焊接应力变形的形成过程 53

二、焊接时金属变形应力的分类 53

二、焊接残余变形的影响因素和估算 56

一、焊接残余变形的类型 56

第二节 焊接残余变形 56

三、控制焊接残余变形的措施 60

一、残余应力的分布 64

第三节 焊接残余应力 64

二、残余应力的影响 68

三、调节残余应力的措施 70

五、焊后消除残余应力的方法 72

四、消除残余应力的必要性 72

六、焊接残余应力的测定 74

参考文献 79

一、拉伸性能 81

第一节 焊接接头的基本力学性能 81

第四章 焊接接头的基本力学性能 81

二、焊接接头的硬度 83

三、焊接接头的弯曲性能 84

五、焊接接头的冲击韧度 85

四、管接头的压扁性能 85

六、焊接接头的断裂韧度 87

第二节 焊接接头力学性能的匹配 88

七、焊接接头的微型剪切性能 88

阅读文献 89

参考文献 89

二、中、高周低应力疲劳 90

一、疲劳断裂特征 90

第五章 焊接结构疲劳 90

第一节 疲劳的基本概念 90

三、低周高应变疲劳 91

二、疲劳载荷模型 92

一、一般原则 92

四、变幅载荷疲劳和疲劳累积损伤 92

第二节 疲劳载荷和疲劳应力谱 92

一、焊接接头的疲劳性能 94

第三节 焊接结构的疲劳强度 94

三、疲劳应力谱 94

二、影响焊接结构疲劳强度的其他因素 97

三、改善焊接接头疲劳强度的方法 102

一、疲劳设计方法的分类 104

笫四节 疲劳设计 104

二、疲劳极限状态设计法 105

四、空心截面构件的疲劳评定 106

三、疲劳强度设计曲线和细节类别 106

一、裂纹的起始寿命评估 116

第五节 疲劳寿命评估 116

二、疲劳裂纹扩展寿命的评估 117

参考文献 118

一、应力状态 119

第一节 脆性断裂特征及其影响因素 119

第六章 焊接结构脆性断裂与安全评定 119

第二节 防断设计准则及相关的试验方法 120

三、加载速度的影响 120

二、温度的影响 120

一、常用的抗开裂性能测试方法 121

二、止裂性能的测试试验 127

一、选材 131

第三节 防止脆性断裂的措施 131

二、合理的焊接结构设计 132

一、CVDA—1984规范内容简介 133

第四节 焊接结构的安全评定 133

三、合理安排结构制造工艺 133

二、全面屈服准则 138

参考文献 140

第一节 焊接接头的腐蚀形式及特点 142

第七章 焊接接头的抗腐蚀性 142

第二节 焊接接头的总体腐蚀 143

一、电偶腐蚀 144

第三节 焊接接头的局部腐蚀 144

二、孔蚀 145

四、晶间腐蚀 148

三、缝隙腐蚀 148

一、应力腐蚀 152

第四节 应力状态下的腐蚀破坏 152

二、环境氢脆——阴极型应力腐蚀 158

三、腐蚀疲劳 160

一、焊接接头的腐蚀试验 162

第五节 焊接接头抗腐蚀性的评定 162

二、常见焊接接头的抗腐蚀性 163

一、提高焊接接头抗蚀性的几个环节 164

第六节 提高焊接接头抗腐蚀性的途径 164

三、表面防护对焊接构件设计的要求 165

二、焊接结构的表面防护 165

参考文献 168

第一节 焊接接头在高温下的许用应力 169

第八章 焊接接头的耐热性 169

第二节 焊接接头的高温短时拉伸性能 170

二、持久强度 171

一、蠕变极限 171

第三节 焊接接头的蠕变和蠕变断裂 171

（持久）性能 171

四、松弛性能 172

三、持久塑性 172

五、持久强度等性能举例 173

一、珠光体球化 176

第四节 焊接接头在高温下的组织稳定性 176

第五节 焊接接头的蠕变开裂与扩展 177

五、高合金钢的组织稳定性 177

二、石墨化 177

三、魏氏组织 177

四、碳化物析出 177

第七节 焊接接头的抗氧化性 179

第六节 焊接接头的热疲劳性能 179

参考文献 180

二、失效分析的程序和步骤 181

一、失效分析的思路方法 181

第九章 焊接结构失效分析 181

第一节 失效分析的思路与分析方法 181

一、脆性失效的特征、诊断及断口分析 182

第二节 结构失效分析 182

三、裂纹源的识别方法 182

二、疲劳失效的特征、诊断及断口分析 184

三、应力腐蚀失效的特征、诊断和断口分析 186

四、其它类型失效分析 189

一、立式油罐因焊接缺陷造成低温脆性断裂 190

第三节 焊接结构失效分析实例 190

二、公路桥工形梁疲劳失效分析 191

参考文献 193

三、由氢氧化钾引起的碱脆使一大型低碳钢压力容器应力腐蚀断裂 193

第一节 焊接结构的特点 197

第十章 焊接结构设计原则与方法 197

第二篇 典型结构设计 197

第三节 焊接结构设计的基本原则 198

第二节 焊接结构设计的基本要求 198

二、可靠性设计法 199

一、常规设计法 199

第四节 焊接结构设计的基本方法 199

三、许用应力、安全系数和强度设计值 204

一、静刚度与动刚度 205

第五节 焊接结构构造设计基础 205

三、铸造结构改成焊接结构设计要点 214

二、等价截面设计法 214

四、考虑可达性的焊接结构设计 216

六、层状撕裂 222

五、结构的尺寸稳定性 222

参考文献 225

二、焊接接头的许用应力设计法 226

一、概述 226

第十一章 焊接基本构件的设计与计算 226

第一节 焊接接头静载强度计算 226

三、焊接接头的极限状态设计法 232

一、焊接梁的分类 246

第二节 焊接梁的设计与计算 246

二、梁的刚度控制和强度计算 248

三、梁的整体稳定性计算 250

四、梁的局部稳定性计算 252

五、焊接梁设计的若干其它问题 259

第三节 焊接柱的设计与计算 262

一、焊接柱的分类 262

二、焊接柱的刚度控制 262

三、轴心受压构件的设计和计算 266

四、压弯构件的设计和计算 278

五、焊接柱的构造 281

第四节 焊接钢桁架的设计与计算 282

一、焊接钢桁架的分类及适用范围 282

二、桁架的主要尺寸 284

三、桁架的内力计算和组合 285

四、普通钢桁架杆件的截面选择 286

五、桁架构造的一般要求 287

第五节 焊接容器的设计与计算 289

一、设计准则 289

二、强度理论 290

三、确定许用应力的依据 293

四、受压元件强度计算公式 295

参考文献 300

第一节 机械零件 301

一、轮 301

第十二章 机械零部件焊接结构 301

二、卷扬筒 311

三、辊子和滚筒 312

四、轴承支座 314

五、连杆、摇臂 316

第二节 减速器箱体 321

一、箱体受力 321

二、箱体结构 322

三、实例 324

第三节 机床大件 328

一、综述 328

二、床身的焊接结构 330

三、立柱的焊接结构 333

四、横梁的焊接结构 338

第四节 压力机机身 339

一、综述 339

二、整体式C型机身 341

三、整体式框架机身 343

四、组合式机身 343

参考文献 355

第二节 锅炉压力容器的结构形式及分类 357

第一节 概述 357

一、锅炉的类别 357

第十三章 锅炉、压力容器与管道 357

二、锅炉的典型结构形式 358

三、压力容器的分类 365

四、压力容器的结构形式 366

第三节 锅炉及压力容器用钢及其焊接材料的选择原则 372

一、锅炉用钢 372

二、压力容器用钢 382

三、管道用钢 387

第四节 锅炉受压部件和压力容器的强度计算 390

一、锅炉受压部件的强度计算 390

四、锅炉、压力容器用焊接材料 390

二、球形及立式圆筒形储罐的强度计算 400

三、管道的强度计算 402

四、焊接三通的强度计算 404

五、壳体上的开孔及开孔补强设计 405

六、锅炉受压部件和压力容器的疲劳设计 413

一、焊接接头设计准则 417

二、单层受压壳体焊接接头的设计 417

第五节 锅炉受压部件、压力容器与管道焊接接头的设计 417

三、多层压力容器焊接接头的设计 428

四、锅炉受压部件焊接接头的设计 431

五、储罐焊接接头的设计 436

参考文献 440

一、建筑结构中焊接结构的应用范围 441

第一节 概述 441

二、焊接建筑结构的正确设计 441

第十四章 建筑焊接结构 441

第二节 节点构造 448

一、桁架节点 448

三、本章解决的主要问题 448

二、网架节点 456

三、单层刚架节点 462

第三节 安装接头 467

一、梁的拼接 467

二、次梁与主梁的连接 468

三、焊接组合梁的支座连接 469

四、柱的拼接 469

五、多层、高层框架梁与柱的连接 471

第四节 柱头与柱脚 476

一、柱头 476

二、柱脚 477

一、铁路车辆的分类 484

第一节 概述 484

二、铁路车辆车体分类及其一般结构 484

第十五章 铁路车辆焊接结构 484

三、车体焊接结构的特点 485

四、车辆车体焊接结构设计的一般注意事项 485

第二节 通用货车 486

一、底架焊接结构 486

二、车体上部焊接结构 488

第三节 长大货物车 492

一、凹底平车 492

参考文献 493

二、钳夹车 497

三、落下孔车 499

第四节 内燃机车 502

一、转向架构架结构 502

二、机车车体结构 506

参考文献 510

一、船体板架结构类型及适用范围 511

第一节 船体结构的类型和特点 511

二、典型船体结构及其特征 511

第十六章 船体焊接结构 511

三、船体结构的特点 514

第二节 货船的船体结构 515

一、船底结构 515

二、舷侧结构 516

三、甲板结构 521

四、舱壁结构 524

五、首部结构 526

六、尾部结构 527

第三节 油船的结构 531

一、底部结构 531

二、舷侧结构 531

三、甲板结构 534

四、舱壁结构 534

第四节 液化气船的液化气舱结构 537

一、独立式液化气舱的结构 537

第五节 海洋工程的结构 542

三、非独立薄膜式液化气舱的结构 542

一、海洋工程的种类 542

二、整体式液化气舱的结构 542

二、半潜式海上石油钻探平台的结构 544

三、自升式海上石油钻探平台的结构 544

四、导管架型采油平台的结构 545

五、海洋工程结构中对钢材和焊缝的要求 548

一、船体结构设计的基本方法和设计阶段 553

二、结构设计中应注意的主要事项 553

第六节 船体结构设计方法及应注意的主要事项 553

三、结构件中各类开孔的设计和选用 556

参考文献 560

第一节 概述 561

一、起重机分类 561

第十七章 起重机焊接结构 561

二、起重机基本参数 564

三、起重机工作级别 564

四、载荷 567

二、结构材料的许用应力 569

一、结构材料 569

三、疲劳强度和疲劳许用应力 569

第二节 结构材料、许用应力与刚度 569

四、起重机结构刚度 575

一、桥架结构 576

二、主梁结构 576

第三节 金属结构 576

三、端梁 585

四、桥架连接 585

第四节 主梁局部设计 587

一、梁的拱度 587

二、翼缘板、腹板的拼缝设计 590

三、主梁承轨角焊缝和其它纵向角焊缝的设计 593

四、横向加劲板的设计 595

五、纵向加劲杆的设计 598

六、轨道 599

七、轨道压紧装置的设计 600

参考文献 602

第一节 水电机械 603

一、混流式水轮机转轮 603

第十八章 动力机械焊接结构 603

二、水轮机主轴 608

三、水轮机座环 610

四、转轮室 610

五、蜗壳 612

六、发电机机座 612

七、发电机转子支架 613

一、转子的工作条件 614

二、转子结构设计 614

第二节 汽轮机、燃气轮机转子 614

一、概述 620

二、船用柴油机机体 620

第三节 柴油机机体 620

三、机车用柴油机机体 627

参考文献 631

第二节 焊接结构生产的一般工艺过程 635

第一节 概述 635

一、主要材料的验收、保管与发放 635

第十九章 焊接结构制造工艺 635

第三篇 焊接结构生产 635

二、备料加工工艺 637

三、装配－焊接工艺 650

四、焊接构件的热处理工艺 651

五、焊接结构质量检验 653

第三节 装配－焊接工艺过程设计 654

一、装配－焊接工艺方案分析 654

六、焊接结构的整修 654

二、焊接工艺评定 655

三、装配－焊接工艺规程的编制 658

参考文献 663

第二节 容器和管道的焊接 664

第一节 概述 664

一、立式贮罐的装配和焊接 664

第二十章 典型焊接结构的制造 664

二、球罐的装配和焊接 671

三、薄壁容器的装配与焊接 672

四、厚壁容器筒体的焊接 676

五、厚壁简体大直径接管的焊接 680

六、管子与管子的焊接 680

七、厚壁三通的焊接 681

八、焊接钢管 681

九、鳍片管的制造 683

一、概述 684

二、工字断面的梁和柱 684

第三节 焊接梁与柱的制造 684

三、箱形断面的梁和柱 692

第四节 车辆板壳结构的焊接 698

一、铁路客车车体（箱）的焊接 698

二、铁路货车的焊接 699

三、载重汽车车箱的焊接 701

参考文献 705

第二十一章 焊接结构生产用设备 706

第一节 概述 706

第二节 备料设备 707

一、钢材预处理设备 707

二、开卷落料线 708

三、矫正设备 709

四、切割下料设备 711

五、成型设备 721

六、坡口加工和制孔设备 729

第三节 焊接工装夹具 730

一、概述 730

二、焊件的定位及定位器 731

三、夹紧机构 731

第四节 焊接变位机械 750

五、专用夹具 750

一、概述 750

四、夹具体 750

二、焊接变位机 752

三、焊接滚轮架 761

四、焊接翻转机及回转台 767

五、焊接操作机 772

六、焊工升降台 788

二、部分焊后工序设备及机具的性能与数据 793

一、概述 793

第五节 焊后工序设备 793

参考文献 798

第二节 焊接中心和焊接自动机 799

第一节 概述 799

第二十二章 焊接结构生产的机械化与自动化 799

二、中直径管体环缝焊接中心 800

一、中直径管节纵缝焊接中心 800

三、大直径容器筒节纵缝焊接中心 802

四、大直径容器筒体环缝焊接中心 804

五、桥式起重机主梁焊接中心 807

六、锅炉膜式壁12极焊接中心 808

七、汽车贮气筒外环缝焊接中心 810

八、汽车车轮的焊接自动机和焊接中心 811

九、梁柱结构件的焊接自动机 813

十、柴油机水套的焊接自动机 816

十一、内燃机车齿轮罩装配焊接中心 817

十三、输油管道的焊接中心 818

十二、水轮机活动导叶的焊接自动机 818

十四、摩托车部件的焊接自动机 820

一、中直径管节焊接生产线 822

第三节 焊接生产线 822

二、中直径管体焊接生产线 823

三、大直径容器简体焊接生产线 824

四、锅炉膜式壁焊接生产线 826

六、内燃机车转向架侧梁的焊接生产线 828

五、锅炉蛇形管焊接生产线 828

七、载重汽车总成（部件）的焊接生产线 831

参考文献 834

第一节 焊接结构的探伤方法概述 835

第二十三章 焊接结构的无损检测 835

四、增感屏的选择 837

三、射线探伤胶片的选择 837

第二节 射线探伤 837

一、射线探伤原理 837

二、射线能量的选择 837

五、射线探伤检验级别 839

六、射线探伤灵敏度 840

九、探伤结果的评定——GB3323标准摘要 842

八、底片上缺陷影像的识别 842

七、焊缝射线探伤的一般程序 842

二、超声波探伤仪与探头 845

一、超声波探伤原理 845

第三节 超声波探伤 845

三、检验级别 846

四、超声波探伤灵敏度 847

八、缺陷参数的测定 848

七、其它结构焊缝的探伤 848

五、焊缝超声波探伤的一般程序 848

六、平板对接焊缝的超声波探伤技术 848

二、焊接结构磁粉探伤应用范围及基本步骤 851

一、磁粉探伤原理及探伤方法分类 851

九、缺陷的评定——GB11345标准摘要 851

第四节 焊接结构的磁粉探伤 851

三、磁化 852

五、磁粉及磁悬液 856

四、缺陷引起的漏磁场 856

六、焊缝磁粉探伤的一般程序 857

一、渗透探伤原理及方法分类 858

第五节 焊缝的渗透探伤 858

七、磁痕的观察与评定 858

二、渗透探伤剂及灵敏度试块 859

三、渗透探伤一般工艺步骤及要点 860

五、迹痕的解释与缺陷的评定 861

四、渗透探伤方法的选择 861

参考文献 863

二、对象专业化形式 864

一、工艺专业化形式 864

第二十四章 焊接生产组织与经济 864

第一节 焊接生产车间的空间组织 864

一、顺序移动方式 865

第二节 焊接生产车间的时间组织 865

三、平行顺序移动方式 866

二、平行移动方式 866

三、决定生产能力的因素 867

二、生产能力的种类 867

第三节 焊接车间生产能力的计算 867

一、生产能力的概念 867

四、焊接车间生产能力的计算 868

一、焊接结构生产劳动定额的制定 869

第四节 焊接结构生产定额工作 869

二、焊接结构生产的材料消耗定额的制定 874

一、技术经济指标的分类 876

第五节 焊接结构生产技术经济指标的计算 876

二、企业焊接生产主要技术经济指标的计算 877

参考文献 880

一、前期工作 881

第二节 焊接车间设计阶段和内容 881

第二十五章 焊接车间设计 881

第一节 概述 881

三、施工配合和总结经验 882

二、设计工作 882

一、工艺及其选用 883

第四节 车间工艺和设备的选择 883

第三节 设计原始资料 883

一、初步设计需要的设计原始资料 883

二、施工图设计需要的设计原始资料 883

二、设备及其选用 888

三、车间布置的基本原则 895

二、车间组成的原则 895

第五节 车间布置 895

一、车间类型的划分原则 895

四、厂房型式和参数的选用 898

五、仓库和辅助部门 901

六、车间布置举例 902

三、环境保护和安全卫生的措施 908

二、环境保护和安全卫生的内容 908

第六节 车间环境保护和安全卫生 908

一、环境保护和安全卫生的重要意义 908

参考文献 912

二、影响人体健康的有害因素 913

一、影响焊接生产安全的危险因素 913

第二十六章 安全与劳动保护 913

第一节 危害因素及安全、卫生标准 913

三、有关安全规程与标准概述 914

四、焊接作业环境的卫生标准 915

一、电焊的防触电 917

第二节 焊接安全技术 917

二、气焊气割的防火防爆 918

二、焊接通风除尘 921

一、努力采用和开发安全卫生性能好的焊接技术 921

第三节 焊接劳动保护 921

三、焊接物理危害因素的防护 923

四、焊工个人防护用品 924

二、气焊气割 927

一、手工电弧焊 927

第四节 焊接结构生产中常用焊接方法的安全与卫生防护要点 927

四、氩弧焊、等离子弧焊及等离子切割 928

三、CO2气体保护焊 928

参考文献 929

五、碳弧气刨 929

附录1 气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸 933

附录 933

附录2 焊缝符号表示法 940

附录3 埋弧焊焊缝坡口的基本形式和尺寸 958

附表4-1碳素结构钢 964

附录4 常用焊接结构材料成分与力学性能 964

附表4-2优质碳素结构钢 965

附表4-3低合金结构钢 967

附表4-4桥梁钢板 971

附表4-5船体结构用钢板 972

附表4-6锅炉钢板 973

附表4-7容器钢板 974

附表4-8焊接气瓶用钢板 976

附表4-9汽车大梁钢板 977

附表4-10a焊接结构用耐候钢板 978

附表4-10b高耐候性结构钢板 979

附表4-11耐热钢板 980

附表4-12低温钢 984

附表4-13不锈钢热轧钢板 986

附表4-14铝和铝合金 996

附表4-15钛合金 1000

附表4-16铜和铜合金 1002