《鋁及鋁合金的焊接》全面介紹鋁及鋁合金的焊接方法及其工程實踐應(yīng)用，主要包含焊接冶金及接頭力學行為、焊接工藝方法和質(zhì)量檢驗。著重闡述典型可熱處理強化高強度鋁合金熔焊焊縫的氣孔、裂紋等缺陷的成因與預(yù)防，以及固相焊接（攪拌摩擦焊等）接頭的缺陷特征、成因與預(yù)防。重點突出鋁合金焊接方法及配套工藝裝備在工程應(yīng)用領(lǐng)域的新進展。
《鋁及鋁合金的焊接》既全面闡述了鋁及鋁合金焊接基礎(chǔ)理論及其焊接制造新進展，又列舉了多項具有代表性的典型工程應(yīng)用實例。
這是一本很實用的焊接技術(shù)書，書中很多作者的實踐經(jīng)驗。2006年1月初版獲得了焊接技術(shù)人員與讀者的廣泛認可。
本次修訂結(jié)合近年來鋁合金焊接技術(shù)的發(fā)展與工程應(yīng)用實踐的知識、經(jīng)驗及國內(nèi)外文獻資料信息編著而成。
本次修訂的說明如下：
1）維持第1版的章節(jié)框架不變，順序略有調(diào)整，將原第6章焊接接頭的力學行為改為第18章鋁合金焊接結(jié)構(gòu)完整性分析。
2）對每一章的內(nèi)容與時俱進地進行增補，重點擴充工程應(yīng)用實踐內(nèi)容。
3）增加新的一章第17章鋁合金的電弧增材制造。
4）對第2、3、5、13、16、18章涉及的標準進行了更新，并對參考文獻進行了調(diào)整，以期與時俱進，吐故納新。
鋁及鋁合金具有優(yōu)異的物理特性、化學特性、力學特性及工藝特性，是航空、航天、電力、電子、軌道交通、空氣分離、船舶等工業(yè)產(chǎn)品的重要結(jié)構(gòu)材料之一。隨著焊接技術(shù)的進步，人們已研制出多種能夠滿足特殊使用要求的鋁合金焊接結(jié)構(gòu)，如宇宙飛船、航天飛機、空間站、輕型汽車車架、高鐵/地鐵車體、船舶上層建筑、相控陣雷達面板，以及能導(dǎo)電、散熱、耐蝕、耐超低溫的各種鋁合金焊接結(jié)構(gòu)產(chǎn)品。
近年來，隨著工業(yè)領(lǐng)域綠色環(huán)保與能源能效政策的收緊，人們對交通運輸工具提出了更高的輕量化性能要求，既要提高承載和高速運營能力，又要綠色安全、節(jié)省能耗，以鋁代鋼成為汽車車架、高鐵/地鐵車體、豪華郵輪上層建筑材料的重要發(fā)展方向。
至20世紀末，鋁及鋁合金的焊接技術(shù)與工藝裝備已取得了長足的發(fā)展，先后涌現(xiàn)了多項新的焊接技術(shù)與裝備，相關(guān)的焊接理論與工藝也得到了工程實踐驗證、豐富和完善。鑒于此，2006年1月機械工業(yè)出版社首次出版了《鋁及鋁合金的焊接》這本專著，將鋁及鋁合金的焊接技術(shù)與應(yīng)用的論述推進到2004年，市場反響良好，并獲得焊接技術(shù)人員與讀者的廣泛認可，為讀者了解鋁及鋁合金焊接的基礎(chǔ)知識和xianjin技術(shù)提供了有效指導(dǎo)與幫助。
時光荏苒，不覺已過去十幾年，多項新型焊接技術(shù)（鋁合金電阻點焊、變極性等離子弧穿孔立焊、攪拌摩擦焊等）、焊接增材制造技術(shù)及其工程應(yīng)用實踐得到了長足的發(fā)展，其行業(yè)應(yīng)用日益廣泛與深入，因此有必要對2006年版的《鋁及鋁合金的焊接》進行修訂，以便及時反映國內(nèi)外鋁及鋁合金焊接技術(shù)的新進展，為讀者提供與時俱進的鋁及鋁合金焊接方面的原理知識、技術(shù)進展與工程應(yīng)用實踐等內(nèi)容。
本書定位為鋁及鋁合金的焊接專著，內(nèi)容翔實全面并與時俱進，涵蓋了鋁合金主流焊接技術(shù)的原理、工藝裝備與工程應(yīng)用實踐三個方面。本書以《鋁及鋁合金的焊接》第1版為基礎(chǔ)，結(jié)合近年來鋁合金焊接技術(shù)的發(fā)展與工程應(yīng)用實踐的知識、經(jīng)驗及國內(nèi)外文獻資料信息編著而成。本次修訂的說明如下：
1）維持第1版的章節(jié)框架不變，順序略有調(diào)整，將原第6章焊接接頭的力學行為改為第18章鋁合金焊接結(jié)構(gòu)完整性分析。
2）對每一章的內(nèi)容與時俱進地進行增補，重點擴充工程應(yīng)用實踐內(nèi)容。
3）增加新的一章第17章鋁合金的電弧增材制造。
4）對第2、3、5、13、16、18章涉及的標準進行了更新，并對參考文獻進行了調(diào)整，以期與時俱進，吐故納新。
特別邀請北京航空航天大學機械工程及自動化學院張彥華、曲文卿、從保強三位教授參與第6、13、14、17、18章內(nèi)容的修訂，在此對三位教授的辛勤付出與幫助致以誠摯的感謝。
特別感謝我國《焊接手冊》第3版有關(guān)章節(jié)及其他文獻資料的各位作者，感謝本書第1版的合作者中國航天科技集團公司第一研究院703所研究員周萬盛老師及其夫人張潔女士，感謝我的夫人張紅橋女士，感謝他們以各種不同的方式對本書的修訂做出的貢獻。
熱切希望本次修訂能夠為讀者提供有益的專業(yè)幫助，但限于編著者的學識和經(jīng)驗，書中的缺點與錯誤在所難免，殷切希望讀者批評指正。
姚君山
姚君山，工學博士，液體火箭箭體結(jié)構(gòu)焊接專家、貯箱制造專家。
前言
第1章 概論1
第2章 母材4
2.1 分類4
2.2 牌號4
2.3 狀態(tài)5
2.4 成分9
2.5 性能15
第3章 填充金屬27
3.1 成分27
3.2 質(zhì)量27
3.2.1 內(nèi)部質(zhì)量27
3.2.2 表面質(zhì)量34
3.3 填充金屬的選用34
第4章 焊接接頭的冶金行為37
4.1 焊接接頭的冶金特性37
4.1.1 焊縫區(qū)37
4.1.2 熔合區(qū)41
4.1.3 母材熱影響區(qū)42
4.2 焊接接頭的冶金缺陷45
4.2.1 焊縫氣孔46
4.2.2 焊接裂紋52
第5章 材料的焊接性60
5.1 焊接性試驗方法60
5.1.1 焊接裂紋傾向性試驗方法61
5.1.2 焊接接頭力學性能試驗方法64
5.1.3 焊接接頭高低溫力學性能試驗方法65
5.1.4 焊接接頭疲勞與動載性能試驗65
5.1.5 焊接接頭斷裂韌度試驗方法66
5.1.6 焊接熱、應(yīng)力、應(yīng)變模擬試驗方法66
5.1.7 使用焊接性直接試驗方法66
5.2 鋁及鋁合金的焊接性評價67
第6章 鎢極惰性氣體保護電弧焊80
6.1 概述80
6.2 焊接過程原理81
6.3 焊接設(shè)備84
6.4 焊接工藝86
6.4.1 交流手工鎢極氬弧焊93
6.4.2 交流自動鎢極氬弧焊95
6.4.3 交流脈沖鎢極氬弧焊95
6.4.4 直流正接鎢極氦弧焊95
6.4.5 直流正接高頻脈沖鎢極氦弧焊97
6.4.6 超音頻變極性方波脈沖鎢極氬弧焊98
6.5 焊接過程故障及焊接缺陷101
6.5.1 過程故障及其原因101
6.5.2 焊接缺陷及其成因102
6.6 典型工程應(yīng)用103
6.6.1 液體火箭2A14鋁合金貯箱箱底自動氬弧焊系統(tǒng)103
6.6.2 液體火箭2219鋁合金貯箱變極性自動氬弧焊107
6.6.3 貯罐雙人及雙槍交流鎢極氬弧焊108
6.6.4 鋁合金薄壁筒體鎢極氬弧焊工藝裝備109
6.6.5 鋁合金薄壁油箱懸空脈沖自動鎢極氬弧焊110
第7章 熔化極惰性氣體保護電弧焊112
7.1 焊接過程原理112
7.1.1 焊絲的加熱及熔化112
7.1.2 熔滴過渡113
7.1.3 熔化極脈沖焊114
7.2 焊接設(shè)備116
7.3 焊接工藝120
7.3.1 熔化極半自動氬弧焊128
7.3.2 熔化極自動氬弧焊130
7.3.3 熔化極脈沖氬弧焊130
7.3.4 熔化極大電流氬弧焊131
7.3.5 熔化極雙絲氬弧焊133
7.4 MIG焊過程故障及焊接缺陷133
7.4.1 MIG焊過程故障及其成因133
7.4.2 MIG焊缺陷及其成因135
7.5 典型工程應(yīng)用135
7.5.1 低溫壓力容器特種接頭MIG焊135
7.5.2 87m3濃硝酸鋁容器MIG焊136
7.5.3 鋁合金管道野外自動MIG焊137
7.5.4 電解槽大截面鋁母線半自動MIG焊137
第8章 變極性等離子弧焊139
8.1 概述139
8.2 焊接過程原理與工藝特性140
8.3 焊接設(shè)備141
8.3.1 引弧單元142
8.3.2 焊接電源142
8.3.3 焊槍144
8.4 焊接材料146
8.5 焊接工藝及接頭性能147
8.5.1 接頭形式與裝配147
8.5.2 焊接工藝148
8.6 典型工程應(yīng)用155
8.6.1 液體火箭貯箱/航天密封艙體VPPAW VPTIG復(fù)合焊155
8.6.2 輸變電GIS母線筒體VPPAW VPTIG復(fù)合焊156
第9章 電子束焊159
9.1 原理、特點和分類159
9.1.1 電子束焊的原理159
9.1.2 電子束焊的特點160
9.1.3 電子束焊的分類161
9.2 焊接設(shè)備163
9.2.1 電子槍163
9.2.2 高壓電源及控制系統(tǒng)164
9.2.3 真空系統(tǒng)165
9.2.4 焊接工作臺和工裝夾具166
9.2.5 工業(yè)應(yīng)用的電子束焊機166
9.3 一般焊接工藝166
9.3.1 接頭設(shè)計166
9.3.2 焊前準備168
9.3.3 焊接參數(shù)168
9.3.4 工藝控制169
9.4 鋁合金電子束焊170
9.4.1 鋁合金電子束焊的特點170
9.4.2 鋁合金電子束焊的接頭性能172
9.5 典型工程應(yīng)用174
第10章 激光焊176
10.1 概述176
10.2 激光器176
10.2.1 Nd:YAG激光器176
10.2.2 光纖激光器177
10.2.3 CO2激光器178
10.2.4 半導(dǎo)體激光器178
10.3 激光焊原理179
10.3.1 激光焊分類179
10.3.2 激光焊過程中的幾種效應(yīng)180
10.4 激光深熔焊181
10.4.1 焊接設(shè)備選擇181
10.4.2 接頭設(shè)計182
10.4.3 工藝參數(shù)及其對熔深的影響182
10.5 激光復(fù)合焊184
10.6 鋁合金的激光焊186
10.6.1 鋁合金CO2激光深熔焊的閾值及影響因素186
10.6.2 CO2激光填絲焊188
10.6.3 預(yù)置填料激光焊190
10.6.4 激光粉末焊191
10.6.5 激光壓焊197
10.7 典型工程應(yīng)用201
第11章 攪拌摩擦焊204
11.1 概述204
11.2 攪拌摩擦焊原理與工藝特性204
11.3 攪拌工具的發(fā)展206
11.3.1 柱形攪拌針207
11.3.2 錐形螺紋攪拌針和三槽錐形螺紋攪拌針208
11.3.3 偏心圓攪拌針和偏心圓螺紋攪拌針209
11.3.4 非對稱螺紋攪拌針209
11.3.5 外開螺紋攪拌針210
11.3.6 用于搭接的兩級攪拌針210
11.3.7 可伸縮式攪拌針210
11.4 鋁合金的攪拌摩擦焊211
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