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第1章 焊接电弧1

1.1 焊接电弧机理1

1.1.1 气体放电与焊接电弧1

1.1.2 电弧中的带电粒子2

1.1.3 电弧导电机构5

1.1.4 电弧产热及温度分布6

1.1.5 电弧压力与等离子气流9

1.1.6 直流电弧与交流电弧13

1.2 焊接电弧特性15

1.2.1 焊接电弧静特性15

1.2.2 焊接电弧动特性17

1.2.3 阴极斑点和阳极斑点19

1.2.4 电弧的阴极清理作用20

1.2.5 电弧的挺直性与磁偏吹21

1.3 电弧焊中的保护气23

1.3.1 保护气种类与纯度24

1.3.2 保护气的分解25

1.3.3 混合气体的选择及作用25

1.3.4 保护气气流与保护效果30

1.4 电弧的引燃与稳弧措施32

1.4.1 接触引弧32

1.4.2 非接触引弧32

1.4.3 交流电弧稳弧措施34

第2章 电弧焊熔化现象36

2.1 母材熔化与焊缝成形36

2.1.1 母材熔化特征和焊缝形状尺寸36

2.1.2 焊接参数与工艺的影响40

2.1.3 焊缝成形缺陷及形成原因42

2.2 焊丝熔化与熔滴过渡45

2.2.1 焊丝的熔化与熔化速度45

2.2.2 熔滴上的作用力与熔滴过渡分类50

第3章 钨极氩弧焊55

3.1 钨极氩弧焊特点与应用55

3.1.1 钨极氩弧焊原理与特点55

3.1.2 钨极氩弧焊应用对象56

3.1.3 钨极氩弧焊设备56

3.2 TIG焊中的钨电极58

3.2.1 不同材料的电极58

3.2.2 钨电极直径和前端形状59

3.3 焊接方法61

3.3.1 直流焊接与交流焊接61

3.3.2 低频脉冲焊62

3.3.3 高频脉冲焊63

3.4 焊接条件的选择65

3.4.1 焊接规范条件65

3.4.2 焊接工艺条件66

第4章 CO2气体保护电弧焊69

4.1 CO2气体保护电弧焊特点69

4.2 CO2气体保护电弧焊的金属化学基础70

4.2.1 CO2气体的氧化性及合金元素的氧化70

4.2.2 CO2气体保护电弧焊的脱氧措施与焊缝金属合金化72

4.2.3 CO2气体保护电弧焊气孔问题74

4.3 焊接飞溅75

4.3.1 减少飞溅的措施76

4.3.2 新型控制方法77

4.3.3 表面张力过渡控制79

4.4 CO2气体保护电弧焊设备82

4.4.1 焊接电源82

4.4.2 焊丝送给装置83

4.4.3 其他设备84

第5章 埋弧焊85

5.1 埋弧焊原理及应用85

5.1.1 埋弧焊原理与特点85

5.1.2 埋弧焊的应用87

5.2 埋弧焊设备87

5.2.1 埋弧焊设备构成87

5.2.2 埋弧焊自动调节系统88

5.3 埋弧焊焊接88

5.3.1 焊接现象88

5.3.2 电弧特性89

5.3.3 熔滴过渡90

5.3.4 电极焊丝的熔化特性91

5.3.5 母材的熔化92

5.3.6 熔化金属与熔渣的反应93

5.4 焊接材料94

5.4.1 焊丝95

5.4.2 焊剂95

5.4.3 焊丝与焊剂的组配97

5.5 高效埋弧焊方法97

5.5.1 多电极埋弧焊97

5.5.2 带状电极堆焊99

5.5.3 板电极埋弧焊100

5.5.4 填充金属焊接100

第6章 船体结构材料102

6.1 钢102

6.1.1 钢的分类102

6.1.2 船体结构钢的性能要求106

6.1.3 船体结构钢的化学成分和力学性能108

6.1.4 船用特殊性能钢112

6.1.5 船体结构钢的选用114

6.2 船用铝合金115

6.2.1 纯铝115

6.2.2 铝合金的分类及对船用铝合金性能的基本要求116

6.2.3 铝合金的腐蚀与防腐119

6.3 船用铜合金120

6.3.1 纯铜120

6.3.2 铜合金120

6.4 船用钛合金123

6.4.1 钛及钛合金的种类和性能123

6.4.2 钛及钛合金的耐腐蚀性能126

6.4.3 钛及钛合金在造船工业中的应用126

6.5 船用工程塑料127

6.5.1 造船中常用的塑料127

6.5.2 工程塑料在船舶中的应用129

第7章 船体与海上设施结构的焊接132

7.1 船体结构的焊接132

7.1.1 一般规定132

7.1.2 船体构件的焊接133

7.1.3 焊缝检验与修补135

7.1.4 不锈钢及其复合钢板的焊接136

7.1.5 铝合金的焊接138

7.2 海上设施结构的焊接139

7.2.1 一般规定139

7.2.2 结构焊接140

7.2.3 焊接检验142

第8章 船体结构的疲劳强度147

8.1 疲劳分析147

8.1.1 疲劳分析方法147

8.1.2 船体结构节点148

8.1.3 疲劳校核部位148

8.1.4 S-N曲线的选取148

8.1.5 船体结构应力范围的Weibull分布154

8.1.6 许用应力范围154

8.1.7 累积损伤度计算154

8.2 疲劳载荷155

8.2.1 波浪弯矩和扭矩155

8.2.2 海水动压力157

8.2.3 船舶运动加速度159

8.2.4 舱内货物压力161

8.3 名义应力范围计算162

8.3.1 应力范围简化计算163

8.3.2 应力范围的合成166

8.3.3 名义应力范围计算167

8.3.4 局部名义应力范围直接计算168

8.4 热点应力计算169

8.4.1 热点应力评估方法169

8.4.2 典型节点的应力集中系数169

8.4.3 应力集中系数的计算方法171

8.4.4 热点应力直接计算171

第9章 焊接应力与变形175

9.1 内应力的产生175

9.1.1 内应力及其产生原因175

9.1.2 热应变与相变应变176

9.2 焊接应力与变形的形成过程177

9.2.1 简单杆件的应力与变形177

9.2.2 焊接引起的应力与变形178

9.3 焊接残余应力181

9.3.1 焊接残余应力的分布181

9.3.2 焊接残余应力的影响186

9.4 焊接残余变形191

9.5 焊接残余应力与变形的测量和调控194

9.5.1 残余应力与变形的测量方法194

9.5.2 焊接残余应力与变形的调整与控制200

第10章 焊接检验215

10.1 船体结构无损检验215

10.1.1 无损检测范围及数量216

10.1.2 检测位置217

10.2 检测前准备和外观检查217

10.2.1 检查前清洁217

10.2.2 外观检查218

10.2.3 结果评定218

10.3 射线检测218

10.3.1 射线检测的器材219

10.3.2 检测准备219

10.3.3 射线检测工艺220

10.3.4 评片221

10.3.5 检测报告221

10.4 超声波检测222

10.4.1 超声波检测设备222

10.4.2 超声波检测准备222

10.4.3 超声波检测工艺223

10.4.4 结果评定223

10.4.5 检测报告224

10.5 磁粉检测224

10.5.1 检测设备224

10.5.2 检测准备225

10.5.3 磁粉检测工艺225

10.5.4 结果评定226

10.5.5 检测报告226

10.6 渗透检测227

10.6.1 检测器材227

10.6.2 检测准备227

10.6.3 渗透检测工艺227

10.6.4 结果评定228

10.6.5 检测报告228

参考文献229