现代高效焊接方法及其应用

本书从焊接方法、焊接设备、焊接材料和焊接工艺等几方面，系统、全面地讲述了现代焊接工程中应用很广的高效焊接方法——高效埋弧焊和高效熔化极气体保护焊，并通过国工程应用实例，提供了可参考的翔实资料。此外，还详细介绍了一种新型高效焊接方法——激光-GMAW复合高效焊接的工作原理、各种金属材料的焊接工艺及应用实例。

前言
第1章高效埋弧焊技术及其应用1
1.1概述1
1.2高效埋弧焊工艺方法3
1.2.1双丝埋弧焊接法3
1.2.2多丝埋弧焊接法7
1.2.3热丝埋弧焊接法9
1.2.4添加冷丝埋弧焊接法9
1.2.5添加金属粉末埋弧焊接法11
1.2.6药芯焊丝埋弧焊接法12
1.2.7单面焊双面成形埋弧焊接法14
1.2.8窄间隙埋弧焊接法15
1.2.9带极埋弧焊接法19
1.3高效埋弧焊设备及工艺装备24
1.3.1高效埋弧焊焊接电源25
1.3.2高效埋弧焊焊接机头及焊接小车38
1.3.3高效埋弧焊设备自动控制系统55
1.3.4高效埋弧焊工艺装备92
1.4高效埋弧焊焊接材料116
1.4.1埋弧焊用药芯焊丝和金属粉芯焊丝116
1.4.2高速、高效埋弧焊焊剂122
1.4.3埋弧焊用带极125
1.5高效埋弧焊应用实例132
1.5.1厚壁构件对接双丝并联埋弧焊132
1.5.2船体钢板拼接双丝串列埋弧焊134
1.5.3厚钢板拼接单面焊双面成形三丝串列埋弧焊136
1.5.4风塔筒体纵、环缝双／双丝串列埋弧焊138
1.5.5双相不锈钢添加冷丝埋弧焊140
1.5.6海洋工程结构件药芯焊丝埋弧焊142
1.5.7海洋工程钢结构添加金属粉末埋弧焊144
1.5.8厚壁高压锅炉部件环缝窄间隙埋弧焊145
第2章高效熔化极气体保护焊及其应用149
2.1概述149
2.2提高GMAW效率的工艺方法149
2.2.1加大焊丝伸出长度提高熔敷速度150
2.2.2提高电弧热功率增加熔敷速度150
2.2.3优化焊丝／保护气体组合提高熔敷速度152
2.2.4高效TIME焊接法153
2.2.5带极GMAW155
2.2.6多丝GMAW156
2.3双丝并联高效GMAW157
2.3.1双丝并联GMAW工作原理157
2.3.2双丝并联GMAW的优点159
2.3.3双丝并联GMAW焊接设备的构成161
2.3.4双丝并联GMAW法的工业性应用163
2.4双丝串列GMAW163
2.4.1双丝串列GMAW工艺164
2.4.2Tandem高效GMAW的发展过程和工作原理166
2.4.3Tandem GMAW的工作模式174
2.4.4Tandem GMAW的优点176
2.5Tandem GMAW设备176
2.5.1Tandem GMAW焊接设备的构成177
2.5.2Tandem GMAW焊接电源178
2.5.3Tandem GMAW送丝机200
2.5.4Tandem GMAW焊枪203
2.5.5清枪机205
2.6高效GMAW焊接工艺206
2.6.1高效TIME GMAW的焊接参数208
2.6.2双丝并联GMAW的焊接参数209
2.6.3Tandem GMAW的焊接参数209
2.7典型生产应用实例213
2.7.1大型挖掘机转盘环缝的高效GMAW213
2.7.2船体平面构架角接缝的Tandem GMAW213
2.7.3机车车箱铝合金外壳纵缝Tandem GMAW213
2.7.4汽车后桥箱接缝的Tandem GMAW214
2.7.5大直径输油管线环缝全位置Tandem GMAW215
2.7.6大型不锈钢容器外壁冷却水套的Tandem GMAW215
2.7.7履带式吊车吊臂的Tandem GMAW216
2.7.8煤矿刮板输送机中部槽纵缝Tandem GMAW217
2.7.9大型铝合金箱体Tandem GMAW218
2.7.10铝合金车箱侧壁拼板接缝Tandem GMAW工艺218
2.7.11制管生产线板材拼接Tandem GMAW工艺220
2.8双丝旁路（Bypass）气电立焊221
2.8.1双丝旁路气电立焊工作原理221
2.8.2双丝旁路气电立焊发展现状222
2.8.3双丝旁路气电立焊设备222
2.8.4双丝旁路气电立焊焊接工艺223
2.8.5双丝旁路气电立焊用焊接材料224
2.8.6双丝旁路气电立焊典型应用实例224
第3章激光-电弧复合高效焊接技术及其应用226
3.1概述226
3.2激光-电弧复合热源焊接技术的分类228
3.2.1激光-GTAW电弧复合焊接229
3.2.2激光-GMAW电弧复合焊接230
3.2.3激光-等离子弧复合焊接231
3.2.4激光-双电弧复合焊接232
3.2.5激光-埋弧复合焊接232
3.3激光-电弧复合焊接工艺233
3.3.1碳钢的激光-电弧复合焊工艺233
3.3.2不锈钢的激光-电弧复合焊工艺235
3.3.3铝合金的激光-电弧复合焊工艺236
3.3.4钛合金的激光-电弧复合焊工艺238
3.3.5镁合金及镁合金与异质材料的激光-电弧复合焊工艺239
3.3.6激光-电弧复合热源焊接数值模拟240
3.4激光与电弧相互作用与机制245
3.4.1电弧提高激光能量的利用率245
3.4.2激光吸引、压缩电弧245
3.4.3等离子体吸收、屏蔽激光246
3.4.4等离子体密度的稀释247
3.5激光-电弧复合焊接技术在工业中的应用247
3.5.1在汽车制造业中的应用249
3.5.2在船舶制造业中的应用249
3.5.3在管道及压力容器制造业中的应用250
3.5.4在飞机和车辆制造业中的应用251
3.5.5在轻型钢结构制造业中的应用251
参考文献253

前言近20年来，随着我国现代工业规模的迅速扩大，各类焊接结构不断向大型化、超大型化和重型化发展。2012年，钢材总消耗量达7亿t，其中焊接结构用钢消耗量为35亿t以上。焊接材料的消耗量已达到400万t。一跃成为世界第一焊接大国。但从各类焊接材料使用比例统计数字中可以看到，我国焊条电弧焊用焊条的使用量仍高居50%左右。这就说明落后的、低效率的焊条电弧焊焊接方法仍占领着半壁江山，直接影响我国焊接结构制造业的经济效益。
    近年来，为适应焊接结构制造业的高速发展，各种高效焊接方法应运而生，并在工业生产中得到实际的应用。其中应用最广的首推高效埋弧焊和高效GMAW。鉴于此，特编写了《现代高效焊接方法及其应用》一书。
    本书以先进、实用为出发点，从焊接方法原理、焊接设备、焊接材料和焊接工艺等方面全面、系统、详细地讲述了上述两种最常用的高效焊接技术，并提供了大量可资参考的翔实资料。以期对读者有所启发和帮助。
    本书共分3章。第1章由陈裕川高级工程师编写，第2章由李少农高级工程师编写，其中部分小节由陈裕川编写。第3章由宋刚教授和刘黎明教授编写。全书由廖奎光高级工程师审定。
    本书所介绍的内容，虽然引自国内外最新的技术资料和标准，但这些高效焊接技术还在不断的改进和完善之中，所以内容难免存在不足和谬误之处，敬请广大读者批评指正。
    编者