焊 接 工 艺 学
目 录
1焊接概述5
1.1 焊接的定义[1]5
1.2 焊接过程的物理本质[1]5 1.3 焊接方法的分类[2]5
1.4 常用焊接方法基本特点与应用[2] [3]5 1.5 焊缝符号[4]5
1.5.1 基本符号5 1.5.2 辅助符号9 1.5.3补充符号10 1.5.4焊缝尺寸符号10
1.5.5指引线及说明（见表1-5-6）10
1.5.6焊缝符号标注的原则和方法（见表1-5-7）10 1.5.7常见金属焊接方法代号（见表1-5-8）10 1.5.8 焊缝符号标注示例（见表1-5-9）10
2焊接设计13
2.1 材料选用13
2.1.1 母材材料选用13
2.1.1.1 钢结构对材料的要求[5]13 2.1.1.2 钢结构用钢的分类[5]13 2.1.1.2 钢结构用钢选用原则[5] [6]14 2.1.2焊接材料匹配[3] [7] [8] [9] [10] [11]17
2.2 焊接方法的选用[12]17 2.3 焊接结构设计19
2.3.1焊接应力[5] [12] [13]19
2.3.1.1 焊接应力的特点和分类19 2.3.1.2焊接残余应力对结构的影响20
2.3.1.3从设计方面调节和控制焊接残余应力（工艺措施见下章）21 2.3.2焊接变形[5] [12] [13]21
2.3.2.1 焊接变形的特点和分类21 2.3.2.2 焊接变形收缩余量计算23
2.3.2.3从设计方面控制焊接残余变形（工艺方面见下章）24 2.3.3焊接接头构造的设计与选择（主要是熔焊接头）25 2.3.3.1焊接接头的基本类型[12]25 2.3.3.2常用焊接接头的工作特性[12] [6]25 2.3.3.3设计与选择焊接接头须考虑的因素[12]26 2.3.3.4 坡口的设计与选择[12] [13][14] [15]26 2.3.3.5 焊缝设计27
2.3.3.6焊接接头的静强度计算31
3焊接制造39
3.1常见焊接方法工艺要求39
3.1.1 焊条电弧焊工艺要求（定位焊）[12] [16]39 3.1.2 埋弧焊工艺要求[12] [5] [16]40
3.1.3 二氧化碳气体保护焊工艺要求[12] [16]40 3.1.4 栓钉（螺柱）焊要求[12] [16]40 3.1.5 焊缝磨修和返修焊要求[16]41 3.1.6 其它要求[16]41
3.2 焊接工艺评定[16] [17] [18]42
3.3 焊接残余应力与变形的控制[5] [12] [13]42 3.3.1控制焊接残余应力的工艺措施42 3.3.2 焊后降低或消除残余应力的方法43 3.3.3控制焊接变形的工艺措施43 3.3.4矫正焊接残余变形的方法44
4焊接检验与验收44
4.1焊接检验方法分类[19]44 4.2 焊接检验的依据[19]45 4.3 焊接缺陷45
4.3.1焊接缺陷的概念[19]45 4.3.2 焊接缺陷的分类[20]46
4.4焊接接头质量要求及其缺陷分级46 4.4.1钢结构焊缝外形尺寸要求[21] [22]46 4.4.2钢熔化焊接头缺陷分级[23]48 4.5 破坏性检验49
4.5.1 焊缝金属及焊接接头力学性能试验51 4.5.1.1 拉伸试验[24] [25]51 4.5.1.2 弯曲试验[26]51 4.5.1.3 冲击试验[27]51 4.5.1.4 硬度试验[28]51 4.5.1.5 断裂韧度COD试验[29]52 4.5.1.6 疲劳试验[12]52 4.5.2 焊接金相检验[12]52 4.5.3 断口分析52 4.5.4 化学分析与试验[12]53 4.5.4.1 化学成分分析53 4.5.4.2 扩散氢的测定53 4.5.4.3 腐蚀试验53
4.6 非破坏性检验53
4.6.1 外观检验[12] [21]53 4.6.2 无损探伤[12]53
4.7 常见无损探伤方法质量评定54
4.7.1 钢熔化焊焊缝超声波探伤[30]54 4.7.1.1 检验等级54
4.7.1.2 缺陷评定与焊缝质量等级55
4.7.2 钢熔化焊对接接头射线探伤的焊缝质量分级[31]56 4.7.2.1 按缺陷性质和数量分级56 4.7.2.2 圆形缺陷的分级56 4.7.2.3 条状夹渣的分级58 4.7.2.4 综合评级58 4.7.3 磁粉探伤磁痕等级[32]58
4.7.4 渗透探伤缺陷显示迹痕的分级[33]59
4.8 钢结构焊接工程质量验收规范[34]59 4.8.1一般规定59
4.8.2钢构件焊接工程60 4.8.2.1主控项目60 4.8.2.2一般项目62
4.8.3焊钉（栓钉）焊接工程64 4.8.3.1 主控项目64 4.8.3.2一般项目65 4.8.4 焊接H型钢65
参考文献65
1焊接概述
1.1 焊接的定义[1]
被焊工件的材质（同种或异种），通过加热或加压或两者并用，并且用或不用填充材料，使工件的材质达到原子（分子）间的结合而形成永久性连接的工艺过程称为焊接
（Welding）。
随着现代工业生产的需要和科学技术的蓬勃发展，焊接技术进步很快，到现在焊接方法已发展到数十种之多。为了能正确选择和使用各种焊接方法，必须了解焊接的物理本质、它们的分类、基本特点和使用范围。
1.2 焊接过程的物理本质[1]
焊接促使原子或分子之间产生结合和扩散的方法是加热或加压，或者两者并用。 两材料原子之间不能产生结合和扩散的主要原因是材料的连接表面有氧化膜、水、和油等吸附层以及两材料原子之间尚未达到产生结合力的距离，对金属而言该距离约为3～5à（1à=10-7mm）。焊接时，加压可以破坏连接表面的氧化膜，产生塑性变形以增加接触面，使原子间达到产生结合力和扩散的条件；加热的目的是使接触面的氧化膜破坏，降低塑性变形阻力，增加原子振动能，促进再结晶、扩散、化学反应等过程。一般只需要加热达塑性状态或熔化状态。对金属材料，加热温度越高，实现焊接所需的压力越小，当达到熔化温度时，可以不需要加压。
1.3 焊接方法的分类[2]
金属的焊接，按其工艺过程的特点分有熔焊、压焊和钎焊三大类，见表1—3—1。 熔焊在连接部位需加热至熔化状态，一般不加压；压焊必须施加压力，加热是为了加速实现焊接；钎焊时母材不熔化，只熔化起连接作用的填充材料（钎料）。
1.4 常用焊接方法基本特点与应用[2] [3]
表1-4-1简要地介绍了本单位常用金属焊接方法的原理、特点及使用范围。
1.5 焊缝符号[4]
1.5.1 基本符号
焊缝的基本符号见表1-5-1
表1—3—1 焊接方法分类
焊条电弧焊 焊 接 熔焊 电弧焊 熔化极 氩弧焊（MIG) CO2气体保护焊 埋弧焊
焊接工艺学
