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绪论1

一、焊接方法的发展及其在现代工业中的作用1

二、焊接的本质及其分类2

三、课程内容和教学方法3

第一章焊接电弧5

1-1 电弧的物理基础5

一、气体放电的基本概念5

二、电弧中带电粒子的产生过程6

三、电弧各区域的导电机构19

四、最小电压原理25

五、电弧的静特性26

1-2焊接电弧的产热及温度分布27

一、焊接电弧的产热机构27

二、焊接电弧的热效率及能量密度29

三、电弧的温度分布29

1-3电弧力及影响因素31

一、焊接电弧作用力31

二、电弧力的影响因素35

1-4交流电弧的特点37

一、交流电弧的燃烧过程37

二、交流电弧加热及电弧力作用的特点38

1-5磁场对电弧的作用38

一、电弧自身磁场的作用38

二、外加磁场对电弧的作用41

第二章焊丝的加热、熔化及熔滴过渡44

2-1焊丝的加热与熔化44

一、焊丝的加热与熔化特性44

二、影响焊丝熔化速度的因素45

2-2熔滴过渡和飞溅47

一、熔滴上的作用力47

二、熔滴过渡主要形式及其特点50

三、熔敷系数和飞溅60

四、熔滴过渡的控制64

第三章母材熔化和焊缝成形70

3-1 焊缝和熔池的形状尺寸及焊缝形成70

一、焊缝形状尺寸及其与焊缝质量的关系70

二、焊缝与熔池的关系及焊缝形成71

3-2 电弧热与熔池形状的关系71

一、电弧的热输入q与点热源计算71

二、工件上的比热流的分布75

3-3熔池受到的力和力对熔池尺寸的影响78

一、力对热源作用位置及熔池形状的影响78

二、力对熔池金属的流动及熔池形状的影响79

三、微量元素对熔池形状的影响80

3-4焊接参数和工艺因素对焊缝尺寸的影响81

一、电流、电压、焊速等的影响81

二、电流的种类和极性以及电极尺寸等的影响82

三、其他工艺因素对焊缝尺寸的影响84

3-5焊缝成形缺陷及缺陷形成的原因85

一、未焊透85

二、未熔合85

三、烧穿85

四、咬边86

五、焊瘤86

3-6焊缝成形的控制86

一、平面内直缝的焊接86

二、曲面焊缝的焊接87

第四章埋弧焊89

4-1埋弧焊的特点和应用89

一、埋弧焊的特点89

二、埋弧焊的应用90

4-2埋弧焊的冶金特点91

一、埋弧焊用的焊剂和焊丝及其配合91

二、埋弧焊的冶金特点95

4-3埋弧焊的自动调节系统99

一、埋弧焊的自动调节99

二、等速送丝调节系统106

三、电弧电压反馈调节系统110

4-4埋弧自动焊机116

一、埋弧焊机分类与结构116

二、MZ-1000型自动埋弧焊机120

三、MZ-1-1000型自动埋弧焊机126

4-5埋弧焊工艺和常见缺陷及其防止措施128

一、埋弧焊工艺128

二、埋弧焊常见缺陷及其防止措施133

4-6高效埋弧焊及埋弧堆焊133

一、单面焊双面成形133

二、窄间隙埋弧焊137

三、多丝多弧埋弧焊138

四、埋弧堆焊140

第五章钨极氩弧焊143

5-1钨极氩弧焊的特点和应用143

一、钨极氩弧焊的特点143

二、钨极氩弧焊的应用143

5-2氩气保护效果及焊枪结构143

一、氩气143

二、焊枪结构及气体保护效果144

三、工艺因素对气体保护效果的影响146

5-3钨极材料及钨极形状尺寸146

一、钨极材料146

二、钨极的直径和形状对焊接电弧的影响147

5-4电流的种类和极性149

一、电流种类和设性的选择149

二、方波氩弧焊的特性154

5-5交流钨极氩弧焊机155

一、钨极氩弧焊机的一般结构155

二、NSA-500-1型交流手工钨极氩弧焊机156

5-6钨极氩弧焊规范参数163

一、钨极氩弧焊规范参数选择163

二、钨极氩弧焊的操作技术164

5-7钨极脉冲氩弧焊165

一、钨极脉冲氩弧焊的工艺特点165

二、钨极脉冲氩弧焊规范参数选择166

三、钨极脉冲氩弧焊电源169

四、NSA5-25型钨极手工脉冲氩弧焊机169

五、其它钨极氩弧焊方法170

第六章熔化极氩弧焊172

6-1熔化极氩弧焊的特点和应用172

一、熔化极氩弧焊的特点172

二、熔化极氩弧焊的应用172

6-2亚射流过渡和电弧固有的调节作用174

一、亚射流过渡的特点174

二、亚射流电弧固有的自调节作用175

6-3熔化极脉冲氩弧焊176

一、工艺特点176

二、脉冲参数选择177

6-4窄间隙焊接178

一、低热输入窄间隙焊接179

二、高热输入窄间隙焊接180

6-5混合气体选择及应用183

一、Ar+He183

二、Ar+H2183

三、Ar+N2183

四、Ar+O2184

五、Ar+CO2185

六、Ar+CO2+O2185

七、CO2+O2185

6-6气体保护半自动焊机的送丝系统187

一、送丝方式188

二、影响送丝稳定性的因素188

第七章CO2气体保护电弧焊193

7-1 CO2电弧焊的特点和应用193

7-2 CO2电弧焊的冶金特性194

一、合金元素的氧化194

二、脱氧措施及焊缝金属的合金化195

三、气孔问题196

7-3 CO2气体及焊丝198

一、CO2气体198

二、焊丝200

7-4 CO2电弧焊规范参数选择202

一、短路过渡焊接202

二、细颗粒过渡焊接205

7-5减少金属飞溅的措施207

一、正确选择工艺参数207

二、颗粒过渡焊接时在CO2中加入Ar气207

三、短路过渡焊接时限制金属液桥爆断能量208

四、采用低飞溅率焊丝209

7-6 CO2电弧焊设备209

一、对电源特性的要求209

二、供气系统210

三、CO2焊机控制电路举例211

7-7特种CO2电弧焊213

一、药芯焊丝CO2电弧焊213

二、CO2电弧点焊215

第八章等离子弧焊接217

8-1等离子弧的特性及等离子弧发生器217

一、等离子弧的形成及应用特点217

二、等离子弧发生器220

三、双弧现象及其防止225

8-2等离子弧焊接227

一、焊接方法及参数选择227

二、等离子弧焊接设备234

8-3等离子弧切割、喷镀和堆焊235

一、等离子弧切割235

二、等离子弧堆焊240

三、等离子弧喷镀241

四、隧道型等离子弧喷射242

第九章电弧焊自动控制技术243

9-1 电弧焊接过程参数的恒值控制243

一、转速自动调节方法243

二、动态特性的改善247

三、电弧焊机的典型拖动电路248

9-2电弧焊的程序自动控制252

一、程序自动控制的对象和要求252

二、程序自动控制的原则和方法255

三、电弧焊程序控制的基本环节256

9-3 电弧焊的自动跟踪控制267

一、自动跟踪控制系统的结构267

二、电弧跟踪偏差的检测传感方法268

三、执行机构和驱动电路277

9-4电弧焊过程参数的适应控制279

一、电弧过程的适应控制279

二、垂直自动焊熔池液面高度控制系统281

三、熔深适应控制282

9-5弧焊机器人简介285

一、示教再现型弧焊机器人285

二、智能型弧焊机器人286

第十章电渣焊287

10-1电渣焊的特点及应用287

一、电渣焊的基本原理287

二、电渣焊的热源和焊缝结晶特点287

三、电渣焊的焊接材料和冶金特点290

四、电渣焊的应用292

10-2丝极电渣焊293

一、丝极电渣焊的工艺过程293

二、丝极电渣焊的规范参数及其对熔池尺寸的影响295

三、环缝电渣焊的工艺特点299

四、电渣焊电源和焊接机头299

五、电渣焊接头的常见缺陷和改善质量的途径300

10-3板极、熔嘴和管极电渣焊简介301

一、板极电渣焊301

二、熔嘴电渣焊302

三、管极电渣焊304

附录306

一、MZ1-1000埋弧焊机306

二、NZC-1000型CO2自动焊机310

参考文献320