焊接冶金学——基本原理

本书从焊接过程中的金 属加热及温度场、熔池金属 的化学冶金及焊接接头的物 理冶金各阶段的变化规律， 阐述焊接过程的本质。本书 主要内容包括焊接热源及熔 池形成，焊接化学冶金，焊 条、焊丝及焊剂，熔池凝固 及焊缝固态相变，焊接缺欠 ，焊接热影响区，焊接裂纹 。本书注重培养学生独立思 考、分析问题及解决问题的 工作能力，注意加强学生理 论联系实际的训练及试验。 本书是高等学校焊接技 术与工程专业、材料成形及 控制工程专业、材料加工工 程专业（焊接方向）的重要 专业理论课教材，也是从事 焊接研究和焊接工程的技术 人员学习的主要参考书。

杜则裕，1962年毕业于天津大学机械工程系焊接工艺及设备专业（五年制本科）。现为天津大学材料科学与工程学院教授、博士生导师。1987-1988年在日本大阪大学溶接工学研究所任日本文部省外国人研究员，日本溶接学会会员。长期从事焊接冶金学、焊接材料及金属材料焊接的教学与科研工作。主持及完成国家自然科学基金、国家教委博士点基金等省部级以上科研项目10余项。1978年获全国科学大会奖1项、省部级以上科技进步奖共6项。在国内外重要期刊发表论文近100篇（多篇被EI、CA等收录）。出版专著12部，其中主编《工程焊接冶金学》《材料连接原理》《材料焊接科学基础》《焊接手册（第2卷）》等。指导博士生11人、硕士生23人、外籍高级访问学者2人。1998年获国务院政府特殊津贴。现为中国石油大学（华东）、中国石油管道焊接中心等单位客座教授。

前言 绪论 思考题 第1章 焊接热源及熔池形成 1.1 焊接热源 1.1.1 焊接热源的种类及特征 1.1.2 焊接过程的热效率 1.1.3 焊件加热区的热能分布 1.2 焊接温度场 1.2.1 焊接传热的基本方式 1.2.2 焊接温度场的特征 1.3 焊条熔化及熔池的形成 1.3.1 焊条的加热及熔化 1.3.2 熔池的形成 思考题 第2章 焊接化学冶金 2.1 焊接化学冶金过程的特点 2.1.1 焊接过程中对金属的保护 2.1.2 焊接化学冶金反应区及其反应条件 2.1.3 焊接工艺条件与化学冶金反应的关系 2.1.4 焊接化学冶金系统及其不平衡性 2.2 气相对金属的作用 2.2.1 焊接区内的气体 2.2.2 氮对金属的作用 2.2.3 氢对金属的作用 2.2.4 氧对金属的作用 2.3 熔渣及其对金属的作用 2.3.1 焊接熔渣 2.3.2 活性熔渣对焊缝金属的氧化 2.3.3 焊缝金属的脱氧 2.3.4 焊缝金属中硫和磷的控制 2.4 合金过渡 2.4.1 合金过渡的目的及方式 2.4.2 合金过渡过程的理论分析 2.4.3 合金过渡系数及其影响因素 思考题 第3章 焊条、焊丝及焊剂 3.1 焊条 3.1.1 焊条的分类 3.1.2 焊条型号和焊条牌号 3.1.3 焊条的组成 3.1.4 焊条的工艺性能 3.1.5 典型焊条的冶金性能分析 3.1.6 焊条设计的要点 3.1.7 焊条制造的工艺流程 3.1.8 焊条的选用要点 3.2 焊丝 3.2.1 焊丝的分类 3.2.2 实心焊丝 3.2.3 药芯焊丝 3.3 焊剂 3.3.1 焊剂的分类 3.3.2 焊剂型号和焊剂牌号、焊剂技术要求 3.3.3 焊剂的性能及用途 思考题 第4章 熔池凝固及焊缝固态相变 4.1 熔池凝固 4.1.1 熔池凝固的特点 4.1.2 熔池结晶的一般规律 4.1.3 熔池结晶的线速度 4.1.4 熔池结晶的形态 4.1.5 焊接接头的化学成分不均匀性 4.2 焊缝固态相变 4.2.1 低碳钢焊缝的固态相变 4.2.2 低合金钢焊缝的固态相变 4.3 焊缝性能的改善 4.3.1 焊缝金属的强化与韧化 4.3.2 改善焊缝性能的工艺措施 思考题 第5章 焊接缺欠 5.1 焊接缺欠与焊接缺陷 5.1.1 焊接缺欠与焊接缺陷的定义 5.1.2 焊接产品的质量标准 5.1.3 焊接缺欠对焊接接头质量的影响 5.2 焊接缺欠的分类 5.2.1 焊接缺欠的分类方法 5.2.2 熔焊接头的缺欠分类 5.3 焊接缺欠的评级与处理 5.3.1 焊接缺欠的形成原因 5.3.2 焊接缺欠的评级 5.3.3 超标缺欠的返修 5.4 焊缝中的气孔 5.4.1 气孔的类型及分布特征 5.4.2 焊缝中气孔形成的机理 5.4.3 形成气孔的影响因素及防止措施 5.5 焊缝中的夹杂 思考题 第6章 焊接热影响区 6.1 焊接热循环 6.1.1 焊接热循环的主要参数 6.1.2 焊接热循环主要参数的测试与计算 6.1.3 多层焊热循环 6.2 焊接热循环条件下的金属组织转变特点 6.2.1 焊接加热过程中的组织转变 6.2.2 焊接冷却过程中的组织转变 6.2.3 焊接条件下的连续冷却转变图及其应用 6.3 焊接热影响区的组织和性能 6.3.1 焊接热影响区的组织分布 6.3.2 焊接热影响区的性能 6.4 焊接热、力模拟技术 6.4.1 焊接模拟技术的发展过程及其现状 6.4.2 焊接热模拟试验机的原理及应用 6.4.3 焊接模拟试验方法的局限性 思考题 第7章 焊接裂纹 7.1 焊接裂纹的危害及分类 7.1.1 焊接裂纹的危害 7.1.2 焊接裂纹的分类 7.2 焊接热裂纹 7.2.1 焊接热裂纹的一般条件 7.2.2 结晶裂纹的主要特征 7.2.3 结晶裂纹的形成机理 7.2.4 影响结晶裂纹的因素及防止措施 7.3 焊接冷裂纹 7.3.1 冷裂纹的危害、特征与分类 7.3.2 冷裂纹的形成机理 7.3.3 防止冷裂纹的措施 7.4 再热裂纹 7.4.1 再热裂纹的主要特征 7.4.2 再热裂纹的形成机理 7.4.3 影响再热裂纹的因素及防止措施 7.5 层状撕裂 7.5.1 层状撕裂的特征、分类及危害 7.5.2 层状撕裂的形成机理 7.5.3 影响层状撕裂的因素及防止措施 7.6 应力腐蚀裂纹 7.6.1 应力腐蚀裂纹的危害 7.6.2 应力腐蚀裂纹的特征及其产生条件 7.6.3 应力腐蚀的形成机理 7.6.4 防止应力腐蚀裂纹的措施 7.7 焊接裂纹诊断的一般方法 7.7.1 裂纹产生条件的初步调查 7.7.2 裂纹的宏观分析 7.7.3 裂纹的微观分析 思考题 附录 附录A 焊条牌号的编制方法 附录B 焊条药皮材料技术条件 附录C 国内外焊条对照表 附录D 国内外堆焊焊条对照表 参考文献