前言

绪论 1

思考题 5

第1 章　焊接热源及熔池形成 6

1. 1　焊接热源 6

1. 1. 1　焊接热源的种类及特征 6

1. 1. 2　焊接过程的热效率 7

1. 1. 3　焊件加热区的热能分布 9

1. 2　焊接温度场 10

1. 2. 1　焊接传热的基本方式 11

1. 2. 2　焊接温度场的特征 11

1. 3　焊条熔化及熔池的形成 15

1. 3. 1　焊条的加热及熔化 15

1. 3. 2　熔池的形成 18

思考题 21

第2 章　焊接化学冶金 22

2. 1　焊接化学冶金过程的特点 22

2. 1. 1　焊接过程中对金属的保护 22

2. 1. 2　焊接化学冶金反应区及其反应

条件 24

2. 1. 3　焊接工艺条件与化学冶金反应的

关系 27

2. 1. 4　焊接化学冶金系统及其

不平衡性 29

2. 2　气相对金属的作用 29

2. 2. 1　焊接区内的气体 29

2. 2. 2　氮对金属的作用 33

2. 2. 3　氢对金属的作用 37

2. 2. 4　氧对金属的作用 46

2. 3　熔渣及其对金属的作用 51

2. 3. 1　焊接熔渣 51

2. 3. 2　活性熔渣对焊缝金属的氧化 57

2. 3. 3　焊缝金属的脱氧 60

2. 3. 4　焊缝金属中硫和磷的控制 64

2. 4　合金过渡 67

2. 4. 1　合金过渡的目的及方式 67

2. 4. 2　合金过渡过程的理论分析 68

2. 4. 3　合金过渡系数及其影响因素 70

思考题 72

第3 章　焊条、焊丝及焊剂 74

3. 1　焊条 75

3. 1. 1　焊条的分类 75

3. 1. 2　焊条型号和焊条牌号 76

3. 1. 3　焊条的组成 81

3. 1. 4　焊条的工艺性能 85

3. 1. 5　典型焊条的冶金性能分析 91

3. 1. 6　焊条设计的要点 98

3. 1. 7　焊条制造的工艺流程 100

3. 1. 8　焊条的选用要点 102

3. 2　焊丝 103

3. 2. 1　焊丝的分类 104

3. 2. 2　实心焊丝 104

3. 2. 3　药芯焊丝 112

3. 3　焊剂 125

3. 3. 1　焊剂的分类 125

3. 3. 2　焊剂型号和焊剂牌号、焊剂技术

要求 126

3. 3. 3　焊剂的性能及用途 131

思考题 135

第4 章　熔池凝固及焊缝固态相变 136

4. 1　熔池凝固 136

4. 1. 1　熔池凝固的特点 136

4. 1. 2　熔池结晶的一般规律 137

4. 1. 3　熔池结晶的线速度 139

4. 1. 4　熔池结晶的形态 141

4. 1. 5　焊接接头的化学成分不均匀性 143

4. 2　焊缝固态相变 147

4. 2. 1　低碳钢焊缝的固态相变 147

4. 2. 2　低合金钢焊缝的固态相变 148

4. 3　焊缝性能的改善 156

Ⅵ

焊接冶金学———基本原理

4. 3. 1　焊缝金属的强化与韧化 156

4. 3. 2　改善焊缝性能的工艺措施 157

思考题 158

第5 章　焊接缺欠 160

5. 1　焊接缺欠与焊接缺陷 160

5. 1. 1　焊接缺欠与焊接缺陷的定义 160

5. 1. 2　焊接产品的质量标准 161

5. 1. 3　焊接缺欠对焊接接头质量的

影响 162

5. 2　焊接缺欠的分类 164

5. 2. 1　焊接缺欠的分类方法 164

5. 2. 2　熔焊接头的缺欠分类 164

5. 3　焊接缺欠的评级与处理 167

5. 3. 1　焊接缺欠的形成原因 167

5. 3. 2　焊接缺欠的评级 168

5. 3. 3　超标缺欠的返修 168

5. 4　焊缝中的气孔 170

5. 4. 1　气孔的类型及分布特征 170

5. 4. 2　焊缝中气孔形成的机理 172

5. 4. 3　形成气孔的影响因素及防止

措施 175

5. 5　焊缝中的夹杂 178

思考题 179

第6 章　焊接热影响区 180

6. 1　焊接热循环 181

6. 1. 1　焊接热循环的主要参数 181

6. 1. 2　焊接热循环主要参数的测试与

计算 183

6. 1. 3　多层焊热循环 193

6. 2　焊接热循环条件下的金属组织转变

特点 195

6. 2. 1　焊接加热过程中的组织转变 196

6. 2. 2　焊接冷却过程中的组织转变 203

6. 2. 3　焊接条件下的连续冷却转变图

及其应用 205

6. 3　焊接热影响区的组织和性能 209

6. 3. 1　焊接热影响区的组织分布 209

6. 3. 2　焊接热影响区的性能 215

6. 4　焊接热、力模拟技术 230

6. 4. 1　焊接模拟技术的发展过程及其

现状 230

6. 4. 2　焊接热模拟试验机的原理及

应用 232

6. 4. 3　焊接模拟试验方法的局限性 233

思考题 234

第7 章　焊接裂纹 235

7. 1　焊接裂纹的危害及分类 235

7. 1. 1　焊接裂纹的危害 235

7. 1. 2　焊接裂纹的分类 236

7. 2　焊接热裂纹 238

7. 2. 1　焊接热裂纹的一般条件 238

7. 2. 2　结晶裂纹的主要特征 239

7. 2. 3　结晶裂纹的形成机理 240

7. 2. 4　影响结晶裂纹的因素及防止

措施 242

7. 3　焊接冷裂纹 247

7. 3. 1　冷裂纹的危害、特征与分类 247

7. 3. 2　冷裂纹的形成机理 249

7. 3. 3　防止冷裂纹的措施 256

7. 4　再热裂纹 261

7. 4. 1　再热裂纹的主要特征 262

7. 4. 2　再热裂纹的形成机理 264

7. 4. 3　影响再热裂纹的因素及防止

措施 264

7. 5　层状撕裂 268

7. 5. 1　层状撕裂的特征、分类及危害 268

7. 5. 2　层状撕裂的形成机理 269

7. 5. 3　影响层状撕裂的因素及防止措施 270

7. 6　应力腐蚀裂纹 271

7. 6. 1　应力腐蚀裂纹的危害 271

7. 6. 2　应力腐蚀裂纹的特征及其产生

条件 272

7. 6. 3　应力腐蚀的形成机理 273

7. 6. 4　防止应力腐蚀裂纹的措施 274

7. 7　焊接裂纹诊断的一般方法 278

7. 7. 1　裂纹产生条件的初步调查 278

7. 7. 2　裂纹的宏观分析 279

7. 7. 3　裂纹的微观分析 280

思考题 280

附录 282

附录A　焊条牌号的编制方法 282

附录B　焊条药皮材料技术条件 284

附录C　国内外焊条对照表 287

附录D　国内外堆焊焊条对照表 289

参考文献 292

本书从焊接过程中的金属加热及温度场、熔池金属的化学冶金及焊接接头的物理冶金各阶段的变化本质，阐述焊接过程的本质。本书主要内容包括焊接热源及熔池形成，焊接化学冶金，焊条、焊丝及焊剂，熔池凝固及焊缝固态相变，焊接缺欠，焊接热影响区，焊接裂纹。目的是为了启发学生独立思考、分析问题及解决问题的工作能力，注意加强学生理论联系实际的训练及试验。

《焊接冶金学》是高等学校焊接专业一门主要专业课教材，它是根据高等工业学校焊接专业教学指导委员会所通过的教学大纲编写。 本书为“基本原理”部分，主要内容：焊接的物理本质、焊接接头的形成、焊接温度场的基本概念；焊接化学冶金；焊接材料；焊接熔池凝固和焊缝固态相变；焊接热影响区的组织和性能；焊接裂纹。本书反映了焊接技术国内外的科研成果，内容丰富，图文并茂。 本书不仅作为高等学校焊接专业骨干教材，也是从事焊接研究和焊接工程的技术人员学习的主要参考书。

《焊接冶金学》是高等学校焊接专业一门主要专业课教材,它是根据高等工业学校焊接专业教学指导委员会所通过的教学大纲编写。本书为“基本原理”部分,主要内容:焊接的物理本质、焊接接头的形成、焊接温度场的基本概念;焊接化学冶金;焊接材料;焊接熔池凝固和焊缝固态相变;焊接热影响区的组织和性能;焊接裂纹。本书反映了焊接技术国内外的科研成果,内容丰富,图文并茂。本书不仅作为高等学校焊接专业骨干教材,也是从事焊接研究和焊接工程的技术人员学习的主要参考书。"

本书为“基本原理”部分,主要内容:焊接的物理本质、焊接接头的形成、焊接温度场的基本概念;焊接化学冶金;焊接材料;焊接熔池凝固和焊缝固态相变;焊接热影响区的组织和性能;焊接裂纹。本书反映了焊接技术国内外的科研成果,内容丰富,图文并茂。 本书不仅作为高等学校焊接专业骨干教材,也是从事焊接研究和焊接工程的技术人员学习的主要参考书。