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