本书为高等职业教育焊接专业教学改革教材，在知识与结构上均有所创新，不但符合高职学生的认知特点，而且紧密联系生产实际，真正体现学以致用。本书按照国际焊接技师( International Welding Specialist，IWS)培养的要求，选择典型的焊接自动化设备为载体进行学习情境描述，并按照工作过程的六步法安排教材内容，真正做到“教中学”和“学中做” 相互融合。 本书以典型的焊接自动化设备为载体，以焊接操作人员的工作岗位迁移为主线，共设四个学习情境，将典型焊接自动化设备控制系统的设计、调试和操作同直流电动机控制技术、传感器技术、可编程控制器技术和弧焊机器人技术等先进自动化技术的理论内容有机结合，通过完成任务使学生掌握焊接自动化的基本知识，焊接自动化设备控制系统的设计、调试和操作技能以及安全操作知识。 本书可作为高等职业院校焊接技术及自动化、模具设计与制造、机械制造与自动化等相关专业的教材，也可作为成人教育和继续教育的教材，同时也可供其他相关专业的师生参考。

编写说明

前言

学习情境1 焊接加热控制系统的设计与调试 1

任务1.1 焊后热处理炉温控系统的设计与调试 2

1.1.1 LabVIEW应用程序的构成 4

1.1.2 数据流驱动 5

1.1.3 前面板设计 6

1.1.4 子 VI 8

1.1.5 VI的运行和调试技术 9

1.1.6 循环结构 13

1.1.7 常用的温度传感器 15

1.1.8 温度控制原理 16

任务1.2 真空热处理炉温控系统的设计与调试 23

1.2.1 压力传感器 25

1.2.2 真空热处理炉的控制原理和主要功能 27

1.2.3 条件结构 27

1.2.4 局部变量 29

学习情境2 半自动焊接小车控制系统的设计与调试 39

任务2.1 热切割小车控制系统的设计与调试 41

2.1.1 直流电动机的调速 43

2.1.2 CG1..3-0型小车的结构和功能 46

2.1.3 CG1..3-0型小车电气控制系统的设计 46

任务2.2 带焊枪摆动功能的焊接小车控制系统的设计与调试 54

2.2.1 步进电动机的结构与工作原理 56

2.2.2 基于 LabVIEW的步进电动机控制程序设计与仿真 57

2.2.3 事件结构 58

2.2.4 数组数据的创建和应用 59

学习情境3 环缝自动焊接控制系统的设计与调试 68

任务3.1 单工位环缝自动焊接控制系统的设计与调试 70

3.1.1 可编程控制器的工作过程 72

3.1.2 可编程控制器的硬件构成 72

3.1.3 可编程控制器的编程语言 73

3.1.4 梯形图的编程规则 74

3.1.5 可编程接制器控制系统的设计 75

3.1.6 可编程控制器在环缝自动焊接中的应用 76

任务3.2 双工位环缝自动焊接控制系统的设计与调试 84

3.2.1 接触式位置传感器 86

3.2.2 接近式位置传感器 87

3.2.3 位置传感器在自动焊接中的应用 88

3.2.4 可编程控制器的指令及其应用 88

3.2.5 双工位环缝自动焊接控制系统的设计 91

学习情境4 弧焊机器人的操作与编程 98

任务4.1 弧焊机器人的手动控制 100

4.1.1 ABB弧焊机器人组成及功能的知识准备 102

4.1.2 安全操作准备 106

4.1.3 机器人系统的启动和关闭 107

4.1.4 机器人坐标系的建立 107

4.1.5 机器人手动操作 108

4.1.6 机器人精确定点运动 109

任务4.2 弧焊机器人示教编程 116

4.2.1 示教与再现 118

4.2.2 新建与加载程序 118

4.2.3 常用指令及其应用 119

4.2.4 平板对接接头焊接与编程 124

4.2.5 管板角接接头焊接与编程 125

任务4.3 弧焊机器人离线编程 133

4.3.1 机器人的编程方法 135

4.3.2 机器人离线编程系统的组成 136

4.3.3 安装 RobotStudio 137

4.3.4 在 RobotStudio中建立练习用的仿真工作站 139

4.3.5 仿真工作站的基本操作 145

参考文献 1522100433B

本书是为满足普通高等教育“材料成型及控制工程”专业毕业后从事焊接技术工作的学生、焊接方向的研究生了解和掌握焊接专业基础知识。以及企业开展焊接工程师培训和焊接工程技术人员自学焊接专业基础知识的需要而编写的“焊接工程师系列教程”之一。本书系统介绍了有关焊接自动化、自动控制系统的基本概念,焊接自动化中常用的传感器,焊接自动化中常用的电动机控制技术、单片机控制技术、PLC控制技术以及焊接机器人等知识。

本书可供大学相关专业、函授班和培训班作为教材,还可作为具有大专以上文化水平的技术人员、技师作为焊接工程师岗前教育和岗位培训之用,也可供焊接方向的研究生和从事焊接工作的工程师和技术人员参考。

本书是为满足普通高等教育“材料成型及控制工程”专业毕业后从事焊接技术工作的学生、焊接方向的研究生了解和掌握焊接专业基础知识。以及企业开展焊接工程师培训和焊接工程技术人员自学焊接专业基础知识的需要而编写的“焊接工程师系列教程”之一。本书系统介绍了有关焊接自动化、自动控制系统的基本概念,焊接自动化中常用的传感器,焊接自动化中常用的电动机控制技术、单片机控制技术、PLC控制技术以及焊接机器人等知识。

《焊接原理及应用》是《焊接工程师继续教育丛书》之一，从工程实用性角度阐述涉及焊接原理的一些基本概念，如焊接化学冶金和物理冶金等，阐明不同材料的焊接性特点和焊接工艺要点，给出相关的应用实例。根据焊接原理的基本概念，指导技术人员针对具体产品学会制定焊接工艺的基本原则及方法。《焊接原理及应用》着重培养读者对焊接基本概念的理解、加强理论联系实际的训练，使读者可以结合具体产品应用焊接原理，具备分析和解决焊接工程中技术问题的能力。

第1章 概述

1.1 金属焊接的基本原理

1.1.1 焊接过程的本质

1.1.2 焊接所需的能源

1.2 焊接方法的分类及特点

1.2.1 焊接方法的分类

1.2.2 常用熔焊方法的特点

1.3 焊接材料及选用

1.3.1 焊条的特点及选用

1.3.2 焊丝的特点及选用

1.3.3 焊剂的特点及选用

第2章 焊接化学冶金及应用

2.1 焊接化学冶金的特点

2.1.1 焊接区金属的保护

2.1.2 焊接化学冶金的反应区

2.1.3 焊接区气体与金属的作用

2.2 焊接熔渣对金属的作用

2.2.1 焊接熔渣及其性质

2.2.2 焊接熔渣对金属的氧化

2.2.3 焊缝金属的脱氧

2.3 焊缝金属的合金化与杂质的控制

2.3.1 焊缝金属的合金化

2.3.2 氮、氢、氧对焊接质量的影响及控制

2.3.3 硫、磷的危害及控制

2.4 应用实例分析

2.4.1 通过调整焊条成分控制焊缝力学性能

2.4.2 通过控制药皮成分防止焊缝气孔

2.4.3 调整Mn/Si比值控制焊缝韧性

2.4.4 通过焊丝与焊剂匹配控制焊缝性能

第3章 焊接接头的组织性能

3.1 焊接熔池、结晶及焊缝组织

3.1.1 焊接熔池的特征

3.1.2 焊缝的结晶特点

3.1.3 焊缝组织与强韧性匹配

3.1.4 焊接熔合区划分及特点

3.1.5 焊缝组织图及其应用

3.2 焊接热影响区的组织性能

3.2.1 焊接热影响区的划分

3.2.2 热影响区的典型组织

3.2.3 热影响区的焊接热循环

3.2.4 热影响区的组织分析特点

3.2.5 热影响区组织图及其应用

3.3 焊接接头区组织分析的实例

3.3.1 低合金钢气体保护焊焊缝的组织

3.3.2 异种钢焊接接头区的组织性能分析

3.3.3 Q370q桥梁用钢焊接热影响区组织分析

3.3.4 09MnVTiN微合金钢的热影响区组织分析

第4章 焊接性试验及应用

4.1 焊接性及其影响因素

4.1.1 材料的焊接性

4.1.2 影响焊接性的因素

4.2 焊接性试验的内容及评定原则

4.2.1 焊接性试验的内容

4.2.2 评定焊接性的原则

4.3 材料焊接性的评定方法

4.3.1 材料焊接性的间接评定

4.3.2 材料焊接性的直接试验方法

4.4 焊接性试验的实例

4.4.1 低合金钢斜y形坡口对接裂纹试验

4.4.2 低合金钢插销试验方法（Implant Test）

4.4.3 低合金钢热裂纹试验

4.4.4 低合金钢层状撕裂试验

第5章 焊接缺陷及防止

5.1 焊接缺陷的危害及分类

5.1.1 焊接缺陷的危害

5.1.2 焊接缺陷的分类

5.2 焊缝中的偏析、气孔和夹杂

5.2.1 焊缝中的偏析

5.2.2 气孔

5.2.3 焊缝中的夹杂

5.3 焊接裂纹

5.3.1 焊接裂纹的种类和特征

5.3.2 焊接热裂纹

5.3.3 焊接冷裂纹

5.4 焊接缺陷防止实例

5.4.1 大桥钢箱梁焊缝热裂纹的防止

5.4.2 液化气球罐的焊接冷裂纹分析

5.4.3 电站锅炉管道焊接气孔分析及防止

5.4.4 螺旋焊管焊缝夹杂分析及防止

第6章 低合金结构钢的焊接

6.1 合金结构钢的分类和性能

6.1.1 合金结构钢的分类

6.1.2 合金结构钢的基本性能

6.1.3 合金结构钢的应用

6.2 热轧及正火钢的焊接

6.2.1 热轧及正火钢的成分和性能

6.2.2 热轧及正火钢的焊接性分析

6.2.3 热轧及正火钢的焊接工艺特点

6.3 低碳诃质钢的焊接

6.3.1 低碳调质钢的种类、成分及性能

6.3.2 低碳调质钢的焊接性分析

6.3.3 低碳调质钢的焊接工艺特点

6.4 低合金结构钢焊接实例

6.4.1 工程机械桥式起重机主梁的焊接

6.4.2 钢桥主体结构（主梁）的焊接

6.4.3 14MnNbq正火钢箱形梁的焊接

6.4.4 16MnR钢制液化石油气球形储罐的焊接

6.4.5 X70钢输气管道向下立焊工艺

第7章 不锈钢及耐热钢的焊接

7.1 不锈钢及耐热钢的分类及性能

7.1.1 不锈钢及耐热钢的分类

7.1.2 不锈钢的物理性能和力学性能

7.1.3 不锈钢的组织特点及焊接方法

7.2 奥氏体不锈钢的焊接

7.2.1 奥氏体不锈钢的焊接性分析

7.2.2 焊接方法与焊接材料

7.2.3 奥氏体不锈钢的焊接工艺特点

7.3 铁素体及马氏体不锈钢的焊接

7.3.1 铁素体不锈钢的焊接性分析

7.3.2 铁素体不锈钢的焊接工艺特点

7.3.3 马氏体不锈钢的焊接性分析

7.3.4 马氏体不锈钢的焊接工艺特点

7.4 奥氏体-铁素体双相不锈钢的焊接

7.4.1 双相不锈钢的焊接性分析

7.4.2 双相不锈钢的焊接工艺特点

7.5 不锈钢焊接应用实例

7.5.1 高纯0Cr18Mo2铁素体不锈钢的焊接

7.5.2 奥氏体不锈钢蒸煮锅的焊接

7.5.3 原煤仓漏斗4Cr13马氏体不锈钢衬板的焊接

7.5.4 1Cr17铁素体不锈钢管裂纹的焊接修复

第8章 有色金属的焊接

8.1 铝及铝合金的焊接

8.1.1 铝及铝合金的分类、成分及性能

8.1.2 铝及铝合金的焊接性分析

8.1.3 铝及铝合金的焊接方法及工艺要点

8.2 铜及铜合金的焊接

8.2.1 铜及铜合金的分类、成分及性能

8.2.2 铜及铜合金的焊接性分析

8.2.3 铜及铜合金的焊接工艺特点

8.3 钛及钛合金的焊接

8.3.1 钛及钛合金的分类、性能及应用

8.3.2 钛及钛合金的焊接性分析

8.3.3 钛及钛合金的焊接工艺要点

8.4 有色金属焊接应用实例

8.4.1 铝制容器的钨极氩弧焊（TIG）

8.4.2 铝制容器的熔化极氩弧焊（MIG）

8.4.3 铜制容器的氩弧焊实例

8.4.4 高炉纯铜螺旋风口的自动MIG焊

8.4.5 船用铜制螺旋桨的电弧焊修复

8.4.6 钛管及钛合金管的氩弧焊

第9章 铸铁焊接与堆接

9.1 铸铁的焊接

9.1.1 铸铁的种类及特点

9.1.2 铸铁的焊接性分析

9.1.3 铸铁的焊接特点

9.2 表面堆焊

9.2.1 堆焊的特点及应用

9.2.2 堆焊合金的类型

9.2.3 堆焊方法及工艺特点

9.3 铸铁焊接和堆焊应用实例

9.3.1 灰铸铁电机底座的焊接

9.3.2 铸铁和碳钢水管接头的焊条电弧焊

9.3.3 汽车覆盖件切边模刃口的堆焊

9.3.4 铸铁阀门堆焊马氏体合金

9.3.5 柴油机球墨铸铁机体的焊接

参考文献 2100433B