焊工简明手册

前言第一章　焊接冶金及焊接结构的基础知识第一节　金属及金属焊接性相关知识一、金属材料的分类二、金属材料的力学性能三、金属材料的物理性能四、金属材料的化学性能五、金属材料的焊接性第二节　焊接热过程一、焊接热过程特点二、焊接热源种类及其主要特性三、焊接热效率四、焊接热输入(一)焊接热输入的计算(二)焊接热输入的意义和影响五、焊接热循环第三节　焊接化学冶金及焊接热影响区一、焊接化学冶金(一)焊接化学冶金的特点(二)焊接区内金属、气体与熔渣三相间的相互作用(三)焊缝金属的合金化二、焊接熔池的凝固(焊接熔池一次结晶)(一)焊接熔池的一次结晶过程(二)焊接熔池的一次结晶特点(三)焊接熔池一次结晶过程中的偏析(四)焊接熔池一次结晶的改善措施(五)焊缝熔合区及其特性三、焊缝相变组织(一)焊缝金属的二次结晶组织(二)焊缝金属二次结晶组织的改善四、焊接热影响区(一)影响焊接热影响区组织和性能的因素(二)固态无相变材料的焊接热影响区组织和性能(三)固态有同素异构转变材料的焊接热影响区组织和性能(四)不易淬火钢的焊接热影响区组织和性能(五)易淬火钢的焊接热影响区组织和性能(六)焊接热影响区产生脆化的机理(七)焊接热影响区产生软化的机理第四节　焊接热处理一、钢铁的热处理概念(一)钢铁热处理及焊后热处理目的(二)热处理工艺分类及其特点(三)主要热处理工艺含义及其目的二、钢在加热和保温时的组织转变(一)钢在加热和冷却时的临界点(二)奥氏体形成过程(三)奥氏体晶粒度及其影响因素三、钢在冷却时的组织转变(一)等温冷却转变(二)连续冷却转变四、焊件的热处理方法及其选择第五节　焊接接头与焊接结构一、焊接接头的组成、分类、作用及其特点(一)焊接接头的组成(二)焊接接头的分类(三)焊接接头的作用(四)焊接接头的特点二、焊接接头的合理选择和应用(一)焊接接头选择的依据(二)熔焊接头(三)压焊接头(四)钎焊接头三、焊接结构的特点(一)一般特点(二)设计和制造特点四、焊接结构通用制造工艺(一)焊接结构制造工艺流程(二)钢制焊接结构的主要制造工序五、焊接工艺基础知识(一)焊接工艺及焊接工艺文件(二)焊接工艺相关术语诠释及其运用第二章　焊缝和焊接坡口第一节　焊缝一、焊缝的分类二、焊缝的相关名词术语(一)角焊缝(二)不同功能焊缝(焊道)(三)焊缝的几何要素(四)焊缝倾角、转角及不同焊接位置的焊缝三、焊缝符号(一)基本符号和补充符号(二)焊缝尺寸及其标注第二节　焊接坡口一、焊接坡口的分类二、焊接坡口的相关参数三、主要熔焊方法的焊接坡口(一)气焊、焊条电弧焊和气体保护焊的焊接坡口(二)埋弧焊的焊接坡口(三)铝及铝合金气体保护焊的焊接坡口(四)复合钢焊接的焊接坡口第三章　常用焊接方法第一节　气焊一、气焊特点及其应用范围(一)气焊的特点(二)气焊的应用范围二、气焊工艺(一)气焊火焰(二)气焊的操作手法及焊接参数的选择第二节　焊条电弧焊一、焊条电弧焊特点及其应用范围(一)焊条电弧焊的特点(二)焊条电弧焊的应用范围二、焊条电弧焊工艺(一)焊接参数的选择(二)焊接参数与焊缝成形关系及对熔合比的影响三、焊条电弧焊的操作技术(一)基本操作要领和不同焊接位置的操作特点(二)单面焊双面成形的操作技术(三)板-板焊接实例——低碳钢板的对接平焊单面焊双面成形(四)管-管板焊接实例——低碳钢管-管板骑座式水平固定全位置单面焊双面成形(五)管子对接焊第三节　埋弧焊一、埋弧焊特点及其应用范围(一)埋弧焊的特点(二)埋弧焊的应用范围二、埋弧焊焊接参数选择及其对熔透性和焊缝形状的影响(一)埋弧焊焊接参数的种类(二)埋弧焊焊接参数的选择三、埋弧焊工艺对坡口设计、装配及定位焊的要求(一)埋弧焊对坡口设计的要求(二)埋弧焊对装配质量的要求(三)埋弧焊对定位焊的要求四、埋弧焊技术(一)对接接头的单面焊(二)对接接头的双面焊(三)角接接头的埋弧焊(四)多丝埋弧焊(五)窄间隙埋弧焊(六)带极埋弧焊第四节　电渣焊一、电渣焊分类、特点及其应用范围(一)电渣焊的分类(二)电渣焊的特点(三)电渣焊的应用范围二、电渣焊的焊接参数(一)电渣焊焊接参数的分类(二)主要焊接参数的选择原则(三)一般焊接参数的选择原则(以丝极电渣焊为例)三、电渣焊工艺(一)焊件的装配(二)引弧造渣过程(三)引出过程第五节　CO2气体保护焊一、CO2气体保护焊特点、分类及其应用范围(一)CO2气体保护焊的特点(二)CO2气体保护焊的分类(三)CO2气体保护焊的应用范围二、CO2气体保护焊的熔滴过渡(一)颗粒状过渡(二)短路过渡(三)半短路过渡三、CO2气体保护焊的冶金特点(一)CO2气体与液体金属的作用(二)合金元素的过渡问题(三)脱氧问题(四)气孔问题(五)飞溅问题四、CO2气体保护焊工艺(一)焊接参数及其影响因素(二)焊接参数的合理选择(三)焊前准备工作要求五、药芯焊丝CO2气体保护焊(一)特点(二)焊接参数及焊前准备六、半自动CO2气体保护焊的操作技术(一)基本操作技术(二)板-板焊接(三)管-管板焊接实例——管-管板插入式水平固定全位置单面焊双面成形(四)管子对接焊第六节　钨极氩弧焊一、钨极氩弧焊特点、分类及其应用范围(一)钨极氩弧焊的特点(二)钨极氩弧焊的分类及其应用范围二、焊接参数及其选择(一)焊接参数的种类(二)普通钨极氩弧焊焊接参数的选择三、脉冲钨极氩弧焊(P-TIG)及其焊接参数(一)脉冲钨极氩弧焊的特点(二)脉冲钨极氩弧焊焊接参数的选择四、钨极氩弧焊工艺(一)基本操作技术(二)接头及坡口形式(三)清理和保护措施(四)引弧及稳弧措施(五)板-板焊接(六)管-管板焊接(七)管子对接焊第七节　熔化极氩弧焊和富氩混合气体保护焊一、熔化极氩弧焊和富氩混合气体保护焊特点(一)熔化极气体保护电弧焊(GMAW)的共性(二)熔化极氩弧焊(MIG)和熔化极富氩混合气体保护焊(MAG)的特性二、熔化极氩弧焊和富氩混合气体保护焊的熔滴过渡(一)熔化极氩弧焊和富氩混合气体保护焊熔滴过渡的特点(二)结构钢、不锈钢、铝及铝合金适用的熔滴过渡方式三、铝及铝合金的熔化极氩弧焊(一)铝及铝合金MIG焊的工艺特点(二)铝及铝合金MIG焊的焊接参数(三)铝及铝合金的熔化极脉冲氩弧焊(PMIG焊)四、钢材的富氩混合气体保护焊(MAG焊)(一)富氩混合气体保护焊(MAG焊)的特点(二)混合气体保护对熔滴过渡的影响(三)混合气体保护对工艺因素的影响第八节　等离子弧焊一、等离子弧焊特点、分类及其应用范围(一)等离子弧焊的特点(二)等离子弧焊的分类(三)等离子弧焊的应用范围二、等离子弧焊的接头形式三、等离子弧焊用保护气和离子气四、等离子弧焊的焊接参数(一)焊接参数的种类(二)焊接参数的取值范围五、等离子弧焊的操作技术第九节　电阻焊一、电阻焊分类、特点及其应用范围(一)电阻焊的分类(二)电阻焊的特点(三)电阻焊的应用范围二、电阻焊工艺(一)点焊(二)缝焊(三)凸焊(四)对焊第十节　钎焊一、钎焊原理及特点(一)钎焊的基本原理(二)钎焊方法的分类(三)钎焊的特点二、钎焊接头的设计与钎焊间隙(一)钎焊接头设计的若干问题(二)钎焊间隙三、钎焊工艺(一)钎焊参数(二)钎焊的工艺过程第四章　常用焊接材料第一节　焊条一、焊条组成及其应用(一)焊芯(二)焊条药皮二、焊条牌号和型号(一)焊条牌号编制原则(二)焊条型号编制原则三、焊条工艺性能及选用原则(一)焊条工艺性能(二)焊条选用原则四、焊条烘干和贮存要求(一)焊条烘干要求(二)焊条贮存要求第二节　熔焊焊丝一、实芯焊丝(一)实芯焊丝牌号编制方法(二)实芯焊丝型号编制方法(三)常用埋弧焊、电渣焊实芯焊丝二、药芯焊丝(一)药芯焊丝牌号编制方法(二)药芯焊丝型号编制方法第三节　熔焊焊剂一、焊剂功能及分类(一)焊剂功能及对焊剂要求(二)焊剂分类二、焊剂牌号和型号(一)焊剂牌号(二)焊剂型号(三)熔炼焊剂与烧结焊剂性能比较(四)常用结构钢焊剂第四节　钎料及钎剂一、钎料(一)钎料分类及对钎料的基本要求(二)钎料牌号和型号表示方法(三)软钎料(四)硬钎料二、钎剂(一)钎剂的功能、分类及其应具备的条件(二)钎剂的组成和分类(三)钎剂的牌号编制(四)软钎剂(五)硬钎剂第五节　其他焊接材料一、气焊熔剂(一)气焊熔剂的作用(二)气焊熔剂牌号的编制方法二、热喷涂(喷熔)材料(一)热喷涂(喷熔)材料性能及分类(二)热喷涂(喷熔)合金粉末(焊粉)牌号编制三、钨极(一)钨极的功能和分类(二)钨极牌号编制(三)常用钨极牌号及其化学成分四、保护气体(一)氩气(二)二氧化碳气第五章　常用焊接和切割设备第一节　焊接设备的分类及选用原则一、焊接设备的分类(一)弧焊设备(二)电阻焊设备(三)钎焊设备二、焊接设备的型号编制三、焊接设备的选用原则第二节　弧焊、电渣焊及切割设备一、弧焊电源(一)对弧焊电源的基本要求(二)常用交流弧焊电源的型号和主要技术参数(三)常用直流弧焊电源的型号和主要技术参数二、埋弧焊设备(一)埋弧焊电源及其特点(二)埋弧焊机的分类(三)通用埋弧焊机三、气体保护焊弧焊设备(一)通用钨极氩弧焊机(二)通用熔化极气体保护焊机四、弧焊电源的安装和使用要求(一)安装要求(二)使用要求五、等离子弧焊与切割设备(一)等离子弧焊设备系统(二)等离子弧切割设备系统六、碳弧气刨设备(一)手工碳弧气刨设备(二)自动碳弧气刨设备(三)碳弧气刨刨枪七、电渣焊设备(一)电渣焊设备的组成(二)丝极电渣焊机(三)熔嘴电渣焊机第三节　电阻焊设备一、电阻焊设备的分类和型号编制(一)电阻焊设备的分类及组成(二)电阻焊设备的型号编制二、点焊机(一)固定式电阻点焊机(二)移动式电阻点焊机三、凸焊机四、缝焊机五、对焊机六、电阻焊机的控制装置第四节　气焊和气割设备一、气焊和气割设备系统二、供气系统(一)燃气(配回火保险器和减压器)(二)氧气(配减压器)三、焊炬和割炬四、切割设备(一)小车式切割机(二)仿形切割机(三)数控切割机第五节　焊接工艺装备一、装焊工装夹具的分类、组成及特点(一)装焊工装夹具的分类及组成(二)装焊工装夹具的特点二、定位夹具(一)对定位夹具的基本要求(二)通用夹具(夹紧机构)三、专用夹具四、焊接变位设备第六章　常用金属材料的焊接第一节　碳素钢的焊接一、碳素钢的焊接性(一)熔焊的焊接性(二)电阻焊的焊接性(三)钎焊性二、碳素钢的品种、牌号、化学成分和力学性能(一)碳素钢的品种(二)碳素钢的牌号、化学成分和力学性能三、碳素钢的熔焊(一)焊条电弧焊(二)埋弧焊(三)手工钨极氩弧焊(TIG焊)(四)CO2气体保护焊四、碳素钢的电阻焊(一)碳素钢的点焊、凸焊(二)碳素钢的缝焊(三)碳素钢的对焊五、碳素钢和低合金钢的钎焊(一)钎焊的工艺要点(二)软钎焊(三)硬钎焊第二节　低合金高强度结构钢的焊接一、低合金高强度结构钢的焊接性(一)热轧、正火钢(二)低碳调质钢(三)中碳调质钢二、低合金高强度结构钢的品种、牌号、化学成分和力学性能(一)低合金高强度结构钢的品种(二)低合金高强度结构钢的牌号、化学成分和力学性能三、低合金高强度结构钢的熔焊(一)焊条电弧焊(二)埋弧焊第三节　低合金耐候结构钢的焊接一、低合金耐候结构钢的牌号、化学成分和力学性能(一)低合金耐候结构钢的牌号(二)低合金耐候结构钢的化学成分和力学性能二、低合金耐候结构钢的焊接性三、低合金耐候结构钢的焊接工艺(一)焊接方法和焊接材料的选择(二)焊接工艺要点第四节　低合金低温用钢的焊接一、低合金低温用钢的特点、牌号、化学成分和力学性能(一)低合金低温用钢的特点(二)低合金无镍低温钢的牌号、化学成分和力学性能二、低合金低温用钢的焊接性(一)低合金无镍低温钢的熔焊焊接性(二)低合金含镍低温钢的熔焊焊接性三、低合金低温用钢的焊接工艺(一)焊接方法与热输入的选择(二)母材与焊接材料的匹配(三)焊接实例第五节　不锈钢的焊接一、不锈钢的分类、用途、牌号、化学成分和力学性能(一)不锈钢的概念及其分类(二)不锈钢的牌号、化学成分和力学性能二、不锈钢的焊接性(一)熔焊的焊接性(二)电阻焊的焊接性(三)钎焊性三、不锈钢的熔焊(一)不锈钢对熔焊方法的适应性(二)奥氏体型不锈钢的熔焊工艺要点(三)铁素体型不锈钢的熔焊工艺要点(四)马氏体型不锈钢的熔焊工艺要点(五)奥氏体-铁素体型双相不锈钢的熔焊工艺要点(六)沉淀硬化型不锈钢的熔焊工艺要点(七)不同熔焊方法的典型焊接参数四、不锈钢的电阻焊(一)不锈钢的点焊、凸焊(二)不锈钢的缝焊(三)不锈钢的对焊五、不锈钢的钎焊第六节　耐热钢的焊接一、耐热钢的分类、特点及应用范围(一)耐热钢的分类及其特点(二)耐热钢的应用范围二、耐热钢的牌号、化学成分和力学性能(一)低合金耐热钢(二)中合金耐热钢(三)高合金耐热钢三、耐热钢的焊接性(一)熔焊的焊接性(二)压焊的焊接性和钎焊性四、耐热钢的焊接工艺(一)低合金耐热钢的焊接工艺(二)中合金耐热钢的焊接工艺(三)高合金耐热钢的焊接工艺第七节　铸铁补焊一、铸铁的种类及性能特点(一)铸铁的组成及种类(二)铸铁的性能特点二、铸铁的焊接性(一)熔焊的焊接性(二)压焊的焊接性(三)钎焊性三、铸铁的熔焊工艺(一)常用铸铁补焊方法的比较(二)补焊主要工艺措施(三)铸铁件补焊实例第八节　铜及铜合金的焊接一、铜及铜合金的种类、特性及牌号表示方法(一)铜及铜合金的种类和特性(二)铜及铜合金的牌号表示方法二、铜及铜合金的化学成分和力学性能(一)化学成分(二)力学性能三、铜及铜合金的焊接性(一)熔焊的焊接性(二)电阻焊的焊接性(三)钎焊性四、铜及铜合金的焊接工艺(一)熔焊(二)压焊(三)钎焊第九节　铝及铝合金的焊接一、铝及铝合金的种类、牌号、化学成分和力学性能(一)铝及铝合金的种类(二)铝及铝合金的牌号和化学成分(三)铝及铝合金的力学性能二、铝及铝合金的焊接性(一)熔焊的焊接性(二)压焊的焊接性(三)钎焊性三、铝及铝合金的焊接工艺(一)熔焊(二)电阻焊(三)钎焊第十节　钛及钛合金的焊接一、钛及钛合金的分类、性能、牌号、化学成分和力学性能(一)钛及钛合金的分类(二)钛及钛合金的性能(三)钛及钛合金的牌号和化学成分(四)钛及钛合金的力学性能二、钛及钛合金的焊接性(一)熔焊的焊接性(二)电阻焊的焊接性(三)钎焊性三、钛及钛合金的焊接工艺(一)熔焊(二)电阻焊(三)钎焊第七章　焊接应力与变形第一节　焊接应力与变形的基本概念一、焊接应力与变形的产生机理二、影响焊接应力与变形的因素(一)材料因素(二)焊接热输入因素第二节　焊接应力一、焊接应力的分类(一)按引起焊接应力的基本原因(二)按焊接应力的发展阶段(三)按焊接应力的作用方向和分布区域(四)按焊接应力作用于焊缝的位置二、焊接残余应力的作用和影响(一)对构件承受静载能力的影响(二)对结构脆性断裂的影响(三)对结构疲劳强度的影响(四)对结构刚度的影响(五)对结构稳定性的影响(六)对结构应力腐蚀的影响(七)对构件精度和尺寸稳定性的影响三、焊接残余应力的控制、调节　和消除(一)控制焊接残余应力的方法(二)消除焊接残余应力的必要性(三)减少和调节　焊接残余应力的设计措施(四)调节　和消除焊接残余应力的工艺措施第三节　焊接变形一、焊接变形的分类(一)瞬态热变形和焊接残余变形(二)焊接残余变形的类别二、焊接残余变形的控制和消除(一)控制焊接残余变形的方法(二)焊接残余变形的矫正第八章　金属材料的热切割第一节　热切割工艺概述一、主要热切割方法的基本原理及适用范围(一)热切割(含气刨)相关名词术语及其定义(二)主要热切割方法的基本原理、特点及适用范围二、主要热切割方法的切割性能比较(一)主要热切割方法的综合切割性能比较(二)低碳钢主要热切割方法的切割速度比较三、金属材料的热切割性(一)金属材料的气割性(二)金属材料的等离子弧切割性第二节　主要金属材料的热切割工艺一、主要金属材料的气割工艺(一)气割用燃气(二)钢材的氧乙炔切割(三)钢材的氧丙烷切割(四)钢材的优质快速热切割(五)仿形切割二、主要金属材料的等离子弧切割工艺(一)离子气及切割参数的选择(二)主要金属材料的等离子弧切割参数三、氧熔剂切割工艺(一)熔剂及其输送方式(二)切割参数及其选择第三节　金属材料的碳弧气刨一、碳弧气刨的原理、特点及其应用二、碳弧气刨工艺(一)碳弧气刨参数(二)操作要点三、产生缺欠及预防和排除措施第九章　焊接质量检验第一节　焊接缺欠分类及其产生原因和防止措施一、焊接缺陷与焊接缺欠的概述(一)焊接缺陷与焊接缺欠的区别(二)焊接缺欠的分类及其表示方法二、焊接缺欠的产生原因及防止或消除措施(一)熔焊缺欠(二)钎焊缺欠第二节　焊接缺欠检验一、焊接缺欠检验方法分类及主要检验标准(一)焊接缺欠检验方法的分类(二)主要焊接缺欠检验标准介绍二、焊接接头的非破坏性检验(一)外观检验(二)耐压试验(三)密封性试验(四)焊缝无损检测三、焊接接头的破坏性检验(一)焊接接头破坏性检验的目的和主要内容(二)焊接工艺评定涉及的破坏性检验内容和要求(三)焊接金属结构产品试板涉及的破坏性检验内容和要求四、焊接检验一般程序第三节　焊接缺陷返修一、焊接缺欠的影响和对策(一)焊接缺欠对焊接结构的影响(二)焊接缺欠的对策二、焊接缺陷的返修(一)一般返修要求(二)返修程序及返修操作注意事项(三)对焊缝返修要求第十章　焊接劳动卫生与安全技术第一节　焊接劳动卫生一、焊接的有害因素(一)主要焊接作业的有害因素(见表10.1)(二)焊接烟尘和有害气体(三)弧光辐射(四)高频电磁辐射(五)放射线(六)噪声二、焊接作业有害因素与职业危害间关系及有害因素控制标准(一)焊接作业有害因素与职业危害间关系(二)焊接作业有害因素控制标准三、焊接作业环境及其分类四、焊接的劳动卫生防护(一)预防触电的安全常识(二)防火、防爆的安全常识(三)防毒的安全常识(四)防弧光辐射的安全常识(五)防放射线伤害的安全常识(六)防噪声污染的安全常识(七)防高频电磁场辐射的安全常识(八)高空作业的安全常识第二节　焊接安全技术一、电弧焊的安全操作规程(一)焊条电弧焊的安全操作规程(二)埋弧焊的安全操作规程(三)钨极氩弧焊的安全操作规程(四)CO2气体保护焊的安全操作规程(五)等离子弧焊与切割的安全操作规程二、其他常用焊接方法的安全操作规程(一)电阻焊的安全操作规程(二)气焊与气割的安全操作规程(三)电渣焊的安全操作规程(四)碳弧气刨的安全操作规程三、焊接用气瓶及其附属装置的安全使用技术(一)氧气瓶的安全使用技术(二)溶解乙炔气瓶的安全使用技术(三)液化石油气瓶的安全使用技术(四)气瓶减压器的安全使用技术(五)焊炬、割炬的安全使用技术(六)焊、割用橡胶软管的安全使用技术参考文献

　　本手册意在为国内广大焊工提供一本方便检索相关焊接问题的资料，其内容切合《国家职业技能标准》对焊工、焊接技师和高级焊接技师的要求。部分《国家职业技能标准》以外的延伸内容系针对焊工在工作中可能遇到的焊接新技术和新工艺，以及补充焊工所需的其他理论知识和实践知识。本手册分10章，内容包括：焊接冶金及焊接结构的基础知识，焊缝和焊接坡口，常用焊接方法，常用焊接材料，常用焊接和切割设备，常用金属材料的焊接，焊接应力与变形，金属材料的热切割，焊接质量检验，焊接劳动卫生与安全技术。　　本手册所列技术数据资料正确可靠，取自最新标准和生产实践，具有内容最新、覆盖面全、表述详实，取材先进实用、简明、查阅方便之特点。　　本手册读者对象主要是焊工、焊接技师、高级焊接技师和焊接技术人员。也可供焊接专业技校、高职和大专院校师生、企业焊接工艺人员和与焊接相关的其他人员参考。