第一章 焊接基础知识
第一节 焊接方法的分类及其选择
一、焊接方法的分类
二、焊接方法的选择
第二节 焊接接头及焊缝形式
一、焊接接头的特点及形式
二、常用焊接接头的工作特性
三、焊接接头构造的设计与选择
四、焊接接头强度计算基础
五、焊缝符号及标准方法
第二章 焊接设备及调试
第一节 焊接设备
一、焊接设备的分类与电焊机型号
二、弧焊电源
三、电弧焊机
四、等离子弧焊机
五、气焊设备
第二节 焊接设备的调试
一、焊机调试的内容
二、几种常用焊机的调试
第三章 焊接材料
第一节 焊条
一、焊条的组成及作用
二、焊条的选择和使用
第二节 焊丝
一、焊丝的分类及特点
二、焊丝的正确使用和保管
第三节 焊剂
一、埋弧焊剂的分类
二、埋弧焊剂型号、牌号的编制
第四节 钎料
一、钎料的分类及型号编制
二、硬钎料的成分、性能及作用
三、软钎料的成分、性能及用途
第五节 其他焊接材料
一、气体保护焊用气体
二、气体保护焊用钨极材料
三、碳弧气刨用碳电极
第四章 常用焊接技术
第一节 手工电弧焊
一、手工电弧焊构成
二、手工电弧焊基本操作技能
三、单面焊双面成形技术
四、平板对接焊接技术
五、T形接头焊接技术
六、管板焊接技术
七、管子焊接技术
第二节 埋弧焊
一、埋弧焊的特点及应用
二、埋弧焊的工艺参数
三、埋弧焊的基本操作技能
第三节 钨极氩弧焊
一、钨极氩弧焊的特点及应用
二、钨极氩弧焊的工艺参数
三、手工钨极氩弧焊的基本操作技能
第四节 二氧化碳气体保护焊
一、二氧化碳气体保护焊的特点及应用
二、半自动二氧化碳气体保护焊工艺
三、半自动二氧化碳气体保护焊的操作要点
第五节 等离子弧焊接与切割
一、等离子弧的特点及分类
二、等离子弧的焊接
三、等离子弧的切割
第六节 气焊与气割
一、手工气焊工艺
二、手工气割工艺
三、火焰矫正与加工技术
第七节 电阻焊
一、电阻焊的原理、特点及应用
二、电阻焊的焊接工艺
三、点焊和对焊的基本操作技能
第八节 电渣焊
一、电渣焊的原理、特点及应用
二、电渣焊的工艺及设备
三、电渣焊的基本操作技能
第五章 常用金属材料的焊接
第一节 碳钢的焊接
一、碳钢的焊接性
二、低碳钢的焊接
三、中碳钢的焊接
四、高碳钢的焊接
第二节 合金结构钢的焊接
一、合金结构钢概述
二、合金结构钢的焊接
第三节 耐热钢的焊接
一、常用耐热钢的力学性能
二、耐热钢焊接特点
三、珠光体耐热钢的焊接
四、奥氏体型耐热钢的焊接
五、马氏体型耐热钢的焊接
六、铁素体型耐热钢的焊接
第四节 不锈钢的焊接
一、不锈钢的分类及性能
二、奥氏体不锈钢的焊接工艺
三、马氏体不锈钢的焊接
四、铁素体不锈钢的焊接
第五节 低温钢的焊接
一、低温钢的分类
二、低温钢的化学成分及基本性能
三、低温钢的焊接特点
四、焊接材料的选择
五、焊接规范
六、焊接工艺要点
第六节 铸铁的焊接
一、铸铁的种类及性能
二、铸铁焊接性分析
三、铸铁焊接方法简介
第七节 铝及铝合金的焊接
一、铝及铝合金的可焊性
二、铝及铝合金的牌号及基本性能
三、铝及铝合金的焊接特点
四、铝及铝合金焊接材料的选择
五、铝及铝合金焊件焊前、焊后的清理
六、焊接工艺
第八节 铜及铜合金的焊接
一、铜及铜合金的分类、性能及成分
二、铜及铜合金的焊接特点
三、焊接方法的选择
四、焊接材料的选择
五、焊前准备
六、焊接工艺
第六章 异种金属材料的焊接
第一节 异种金属焊接原理
一、异种金属的焊接性
二、异种金属焊接的主要困难
三、异种金属焊接接头
四、异种金属的焊接方法
第二节 铸铁与钢的焊接
一、铸铁与钢的焊接性
二、灰铸铁与碳素钢的焊接
三、可锻铸铁与碳素钢的焊接
四、球墨铸铁与碳素钢的焊接
五、铸铁与不锈钢的焊接
第三节 钢与有色金属的焊接
一、钢与铝及其合金的焊接
二、钢与铜及其合金的焊接
第四节 异种有色金属焊接
一、铝与铜的焊接
二、钛与铝的焊接
三、钛-铜的焊接
第七章 典型焊接钢结构
第一节 焊接结构设计基础
一、钢结构的特点
二、焊接结构采用时应注意的问题
三、焊接结构总体设计要求
四、焊接结构设计中应考虑的工艺性问题
五、合理的接头设计
第二节 压力容器结构的焊接
一、锅炉及压力容器焊接的特点、分类及要求
二、圆筒形压力容器的生产工艺
三、球形压力容器的生产工艺
第三节 网架结构的焊接
一、焊接空心球节点
二、焊接钢板节点
三、焊接钢管节点
四、焊接鼓节点
第四节 梁及柱的焊接
一、梁的焊接
二、柱的焊接
第八章 焊接缺陷与检验
第一节 焊接缺陷
一、焊接缺陷的分类
二、焊接缺陷的产生原因、危害和防止措施
第二节 焊接质量检验
一、非破坏性检验
二、破坏性检验方法
第九章 电焊安全技术
第一节 电焊作业的危害因素
第二节 电焊安全技术
一、焊接安全用电
二、焊条电弧焊安全技术
三、气体保护焊安全技术
四、埋弧焊安全技术
五、等离子弧焊接与切割安全技术
六、电阻焊安全技术
七、碳弧气刨安全技术
八、容器焊接作业安全技术
九、电焊工高处作业安全技术
十、焊接作业的防火防爆措施
十一、触电急救
第三节 焊接劳动保护
一、电焊辐射防护措施
二、高频电磁场的防护措施
三、焊接烟尘和有毒气体的防护措施
四、放射性防护措施
五、噪声防护措施
参考文献
焊接工艺
金属焊接方法有40种以上，主要分为熔焊、压焊和钎焊三大类。
熔焊是在焊接过程中将工件接口加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法。熔焊时，热源将待焊两工件接口处迅速加热熔化，形成熔池。熔池随热源向前移动，冷却后形成连续焊缝而将两工件连接成为一体。
在熔焊过程中，如果大气与高温的熔池直接接触，大气中的氧就会氧化金属和各种合金元素。大气中的氮、水蒸汽等进入熔池，还会在随后冷却过程中在焊缝中形成气孔、夹渣、裂纹等缺陷，恶化焊缝的质量和性能。
为了提高焊接质量，人们研究出了各种保护方法。例如，气体保护电弧焊就是用氩、二氧化碳等气体隔绝大气，以保护焊接时的电弧和熔池率；又如钢材焊接时，在焊条药皮中加入对氧亲和力大的钛铁粉进行脱氧，就可以保护焊条中有益元素锰、硅等免于氧化而进入熔池，冷却后获得优质焊缝。
压焊是在加压条件下，使两工件在固态下实现原子间结合，又称固态焊接。常用的压焊工艺是电阻对焊，当电流通过两工件的连接端时，该处因电阻很大而温度上升，当加热至塑性状态时，在轴向压力作用下连接成为一体。
各种压焊方法的共同特点是在焊接过程中施加压力而不加填充材料。多数压焊方法如扩散焊、高频焊、冷压焊等都没有熔化过程，因而没有象熔焊那样的有益合金元素烧损，和有害元素侵入焊缝的问题，从而简化了焊接过程，也改善了焊接安全卫生条件。同时由于加热温度比熔焊低、加热时间短，因而热影响区小。许多难以用熔化焊焊接的材料，往往可以用压焊焊成与母材同等强度的优质接头。
钎焊是使用比工件熔点低的金属材料作钎料，将工件和钎料加热到高于钎料熔点、低于工件熔点的温度，利用液态钎料润湿工件，填充接口间隙并与工件实现原子间的相互扩散，从而实现焊接的方法。
焊接时形成的连接两个被连接体的接缝称为焊缝。焊缝的两侧在焊接时会受到焊接热作用，而发生组织和性能变化，这一区域被称为热影响区。焊接时因工件材料焊接材料、焊接电流等不同，焊后在焊缝和热影响区可能产生过热、脆化、淬硬或软化现象，也使焊件性能下降，恶化焊接性。这就需要调整焊接条件，焊前对焊件接口处预热、焊时保温和焊后热处理可以改善焊件的焊接质量。
另外，焊接是一个局部的迅速加热和冷却过程，焊接区由于受到四周工件本体的拘束而不能自由膨胀和收缩，冷却后在焊件中便产生焊接应力和变形。重要产品焊后都需要消除焊接应力，矫正焊接变形。
现代焊接技术已能焊出无内外缺陷的、机械性能等于甚至高于被连接体的焊缝。被焊接体在空间的相互位置称为焊接接头，接头处的强度除受焊缝质量影响外，还与其几何形状、尺寸、受力情况和工作条件等有关。接头的基本形式有对接、搭接、丁字接(正交接)和角接等。
对接接头焊缝的横截面形状，决定于被焊接体在焊接前的厚度和两接边的坡口形式。焊接较厚的钢板时，为了焊透而在接边处开出各种形状的坡口，以便较容易地送入焊条或焊丝。坡口形式有单面施焊的坡口和两面施焊的坡口。选择坡口形式时，除保证焊透外还应考虑施焊方便，填充金属量少，焊接变形小和坡口加工费用低等因素。
厚度不同的两块钢板对接时，为避免截面急剧变化引起严重的应力集中，常把较厚的板边逐渐削薄，达到两接边处等厚。对接接头的静强度和疲劳强度比其他接头高。在交变、冲击载荷下或在低温高压容器中工作的联接，常优先采用对接接头的焊接。
搭接接头的焊前准备工作简单，装配方便，焊接变形和残余应力较小，因而在工地安装接头和不重要的结构上时常采用。一般来说，搭接接头不适于在交变载荷、腐蚀介质、高温或低温等条件下工作。
采用丁字接头和角接头通常是由于结构上的需要。丁字接头上未焊透的角焊缝工作特点与搭接接头的角焊缝相似。当焊缝与外力方向垂直时便成为正面角焊缝，这时焊缝表面形状会引起不同程度的应力集中；焊透的角焊缝受力情况与对接接头相似。
角接头承载能力低，一般不单独使用，只有在焊透时，或在内外均有角焊缝时才有所改善，多用于封闭形结构的拐角处。
焊接产品比铆接件、铸件和锻件重量轻，对于交通运输工具来说可以减轻自重，节约能量。焊接的密封性好，适于制造各类容器。发展联合加工工艺，使焊接与锻造、铸造相结合，可以制成大型、经济合理的铸焊结构和锻焊结构，经济效益很高。采用焊接工艺能有效利用材料，焊接结构可以在不同部位采用不同性能的材料，充分发挥各种材料的特长，达到经济、优质。焊接已成为现代工业中一种不可缺少，而且日益重要的加工工艺方法。
在近代的金属加工中，焊接比铸造、锻压工艺发展较晚，但发展速度很快。焊接结构的重量约占钢材产量的45%，铝和铝合金焊接结构的比重也不断增加。
未来的焊接工艺，一方面要研制新的焊接方法、焊接设备和焊接材料，以进一步提高焊接质量和安全可靠性，如改进现有电弧、等离子弧、电子束、激光等焊接能源；运用电子技术和控制技术，改善电弧的工艺性能，研制可靠轻巧的电弧跟踪方法。
另一方面要提高焊接机械化和自动化水平，如焊机实现程序控制、数字控制；研制从准备工序、焊接到质量监控全部过程自动化的专用焊机；在自动焊接生产线上，推广、扩大数控的焊接机械手和焊接机器人，可以提高焊接生产水平，改善焊接卫生安全条件。
塑料焊接
采用加热和加压或其他方法使热塑性塑料制品的两个或多个表面熔合成为一个整体的方法。
焊接作业中发生火灾、爆炸事故的原因
(1)焊接切割作业时，尤其是气体切割时，由于使用压缩空气或氧气流的喷射，使火星、熔珠和铁渣四处飞溅（较大的熔珠和铁渣能飞溅到距操作点5m以外的地方），当作业环境中存在易燃、易爆物品或气体时，就可能会发生火灾和爆炸事故。
(2)在高空焊接切割作业时，对火星所及的范围内的易燃易爆物品未清理干净，作业人员在工作过程中乱扔焊条头，作业结束后未认真检查是否留有火种。
(3)气焊、气割的工作过程中未按规定的要求放置乙炔发生器，工作前未按要求检查焊（割）炬、橡胶管路和乙炔发生器的安全装置。
(4)气瓶存在制定方面的不足，气瓶的保管充灌、运输、使用等方面存在不足，违反安全操作规程等。
(5)乙炔、氧气等管道的制定、安装有缺陷，使用中未及时发现和整改其不足。
(6)在焊补燃料容器和管道时，未按要求采取相应措施。在实施置换焊补时，置换不彻底，在实施带压不置换焊补时压力不够致使外部明火导入等。
焊接作业中发生火灾、爆炸事故的防范措施
(1)焊接切割作业时，将作业环境l Om范围内所有易燃易爆一380．
物品清理干净，应注意作业环境的地沟、下水道内有无可燃液体和可燃气体，以及是否有可能泄漏到地沟和下水道内可燃易爆物质，以免由于焊渣、金属火星引起灾害事故。
(2)高空焊接切割时，禁止乱扔焊条头，对焊接切割作业下方应进行隔离，作业完毕应做到认真细致的检查，确认无火灾隐患后方可离开现场。
(3)应使用符合国家有关标准、规程要求的气瓶，在气瓶的贮存、运输、使用等环节应严格遵守安全操作规程。
(4)对输送可燃气体和助燃气体的管道应按规定安装、使用和管理，对操作人员和检查人员应进行专门的安全技术培训。
(5)焊补燃料容器和管道时，应结合实际情况确定焊补方法。实施置换法时，置换应彻底，工作中应严格控制可燃物质的含影实施带压不置换法时，应按要求保持一定的电压。工作中应严格控制其含氧量。要加强检测，注意监护，要有安全组织措施。
内容摘要:作为一种工业技术,焊接的出现迎合了金属艺术发展对新工艺手段的需要。而在另一方面,金属在焊接热量作用下所产生的独特美妙的变化也满足了金属艺术对新的艺术表现语言的需求。在今天的金属艺术创作中,焊接可以而且正在被作为一种独特的艺术表现语言而着力加以表现。本文对这一技术的出现与运用进行了分析。
关键词:金属艺术 焊接
艺术创造与工艺方法永远是密不可分的。作为一种工业技术,焊接的出现迎合了金属艺术发展对新的工艺手段的需要。而在另一方面,金属在焊接热量作用下所产生的独特美妙的变化也满足了金属艺术对新的艺术表现语言的需求。在今天的金属艺术创作中,焊接可以而且正在被作为一种独特的艺术表现语言而着力加以表现。
金属焊接艺术可以作为一种相对独立的艺术形式以分支的方式从传统的金属艺术中分离出来,这是因为:
首先,焊接具有艺术性。
焊接可以产生丰富的艺术创作的表现语言。焊接通常是在高温下进行的,而金属在高温下会产生许多美妙丰富的变化 :金属母材会发生颜色变化和热变形(即焊接热影响区) ;焊丝熔化后会形成一些漂亮的肌理 ;而焊接缺陷在焊接艺术中更是经常被应用。焊接缺陷是指焊接过程中,在焊接接头产生的不符合设计或工艺要求的缺陷。其表现形式主要有焊接裂纹、气孔、咬边、未焊透、未熔合、夹渣、焊瘤、塌陷、凹坑、烧穿、夹杂等。这是个十分有趣的现象 :焊接的艺术性通常体现在一些工业焊接的失败操作之中,或者说蕴藏于一些工业焊接极力避免的焊接缺陷之中。(见图1)
其次,焊接艺术语言是独特的。
上述种种焊接缺陷的表现形式以及焊接热影响区,是通过一定规范下的焊接操作形成的,也只有通过焊接的方式才会产生这些艺术语言。焊接艺术作品的表面效果是其它金属加工工艺无法或者很难实现的,因而说焊接艺术具有独特的艺术性。
选用不同的金属材料,使用不同的焊接工艺,焊接的艺术性可以在不同的金属艺术形式中发挥得淋漓尽致:
1. 金属焊接雕塑
在焊接雕塑作品中,焊缝和割痕不是作为一种技术加工的痕迹被动地存在,而是以一种精彩的、不可或缺的表现语言着力地加以体现的。一件焊接雕塑,粗的焊缝裸露在雕塑表面,各种不规则的切割痕迹也变成了艺术家优美的艺术语言……在很多情况下,由于焊接雕塑所追求的粗糙质朴的风格,金属的锈蚀、瑕疵也大多根据作品的需要特意保留,因此,在焊接雕塑中常常可以感觉到一种非雕琢的、原始的美。
在图2中,雕塑下部的钢板拼接处的焊缝很粗大,从焊接工艺的牢固性来看,这显然不仅仅是出于对雕塑结实程度的考虑,在这件雕塑中,下部几条扭曲的焊缝已经作为雕塑整体审美的一个重要因素而成为其不可缺少的一部分。从雕塑整体来看,不论是上半部分的文字造型,还是下半部分的肌理处理,到处有扭曲的焊接痕迹的出现,整个作品达到了整体视觉语言的统一。
2. 金属焊接壁饰
如果把一幅壁饰作品看成一幅画的话,画面中的点、线、面、黑、白、灰甚至颜色的处理都可以通过焊接的方法来实现。各种型号、各种材质的金属丝,应用不同的焊接工艺会在画面上以不同的形式出现。不同金属的颜色不同,不锈钢的亮银色、铝材的亚银色、碳钢的乌亮色,钛钢、青铜、紫铜、黄铜……而且就钢材来说,不同的钢材在高温受热时会出现不同的颜色变化,即焊接热影响区不同。另外,切割也是焊接艺术壁饰创作的方法之一,既可以与焊接结合使用,也可以单独使用,这完全取决于创作者的创作意图和对工艺与效果的掌握程度。以上所述的这些方法综合起来,变化的丰富可想而知。
图3所示作品采用的是手工等离子切割的方法,利用切割时电流的热量,使切割边缘产生热影响区,这样就给亮白色的不锈钢“染”上了一圈略带渐变的色彩。同时,通过对焊接规范的调节,割枪喷出的强烈气流会在切割钢板熔化的瞬间在切割边缘“吹”起一圈随机形成的肌理,在切割完成金属冷却后,固化为一道美丽的割痕,与中间平坦光亮的不锈钢板材形成了质感的对比。这种随机效果的形成过程带有一定的偶然性,但又是在一定的焊接规范下必然产生的现象。
从尺寸的角度考虑,尺寸较大的焊接艺术壁饰可采用半自动CO2气体保护焊,较小的可采用手工钨极氩弧焊2100433B
