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第一部分 金属熔焊过程总论 1

第一章 焊接区的温度变化特点 1

1-1 热传导的基础方程 1

1-2 焊接时的温度场 3

一、数学解析的假定条件 3

二、瞬时热源的热传导过程 4

三、单道焊温度场的解析 6

1-3 焊接热循环特性 11

一、焊接热循环的意义 11

二、影响热循环特性的因素 13

三、多道焊的焊接热循环 21

第二章 焊缝金属的化学组成变化 25

2-1 焊缝金属的构成 25

一、焊条金属熔滴的特征 25

二、焊接熔池的特征 27

三、焊缝金属的熔合比 33

2-2 焊接冶金过程特点 36

一、药皮反应区的特点 36

二、熔滴反应区的特点 37

三、熔池反应区的特点 40

四、焊接工艺条件的作用 44

2-3 焊缝中的气体杂质 46

一、焊缝金属中的氧 46

二、焊缝金属中的氮 49

三、焊缝金属中的氢 57

第三章 焊缝金属的凝固 68

3-1 焊缝的凝固过程特点 68

一、焊缝金属的联生结晶 68

二、焊缝树状晶的成长 70

一、组分过冷现象 73

3-2 焊缝凝固组织的形态 73

二、焊缝凝固组织的形态变化 75

三、焊缝树状晶的形貌特征 78

3-3 焊缝的凝固偏析 79

一、晶间偏析 79

二、层状偏析 84

3-4 焊缝金属组织的控制 86

一、焊接工艺的调整 87

二、变质处理的应用 89

三、振荡结晶的效应 91

第四章 焊接接头熔合区的特性 94

4-1 熔合区的构成及特征 94

一、熔合区的构成 94

二、熔合区的特征 96

一、熔合比的影响 100

4-2 凝固过渡层的特性 100

二、焊条金属成分的影响 102

三、熔池存在时间的影响 103

4-3 碳迁移过渡层的特性 104

一、固液相间碳分配的影响 106

二、固态相间碳的活度差的影响 107

第五章 焊接热影响区的特性 111

5-1 焊接热影响区的形成 111

一、有重结晶的金属的热影响区特征 111

二、无重结晶的金属的热影响区特征 113

5-2 焊接时相及组织转变的特点 116

一、钢中过冷奥氏体转变产物的一般特点 116

二、影响过冷奥氏体转变的因素 121

三、焊接时的晶粒粗化倾向 124

四、近缝区的硬化性 129

五、焊接热影响区的软化现象 139

一、焊件中不均匀应力场的形成 144

5-3 焊件中热应力应变的影响 144

二、焊接时瞬时热应力应变的特性 148

三、塑性形变对奥氏体转变的影响 155

四、焊接热影响区的热应变脆化 159

第二部分 金属焊接性若干问题 165

第六章 高强钢接头的脆化 165

6-1 金属断裂的一般概念 165

一、断裂类型及特征 165

二、断裂韧性的概念 171

6-2 焊接接头韧性的控制 175

一、接头韧性的一般特征 175

二、近缝区的韧性 177

三、焊缝金属的韧性 191

一、冲击试验的韧性要求 200

6-3 焊接接头的韧性要求 200

二、断裂力学的判据 201

三、焊缝金属与母材的适应性 207

第七章 焊接热裂纹 210

7-1 焊接热裂纹的特征及形成条件 210

一、焊接热裂纹的一般特征 210

二、焊接热裂纹的形成条件 210

7-2 焊缝热裂纹的控制 216

一、冶金因素的作用 216

二、工艺条件的影响 229

7-3 近缝区热裂纹的控制 234

第八章 焊接冷裂纹 237

8-1 焊接冷裂纹的特征及形成条件 237

一、焊接冷裂纹的特征 237

二、焊接冷裂纹的形成条件 242

三、关于冷裂纹的形成机理 259

一、焊接工艺的作用 266

8-2 焊接冷裂纹的控制 266

二、焊接材料的选用 270

三、紧急后热的应用 274

第九章 层状撕裂 278

9-1 层状撕裂的特征及形成条件 278

一、层状撕裂的特征 278

二、层状撕裂的形成条件 279

一、主要影响因素 280

9-2 层状撕裂的控制 280

二、层状撕裂的防止途径 281

第十章 再热裂纹 284

10-1 再热裂纹的特征及形成条件 284

一、再热裂纹的特征 284

二、再热裂纹的形成条件 285

10-2 再热裂纹的控制 291

一、控制焊接工艺 291

三、减缓残余应力 294

二、应用低强焊缝 294

第十一章 应力腐蚀裂纹 295

11-1 应力腐蚀裂纹的特征及形成条件 295

一、应力腐蚀裂纹的特征 296

二、应力腐蚀裂纹的形成条件 299

11-2 应力腐蚀裂纹的控制 302

一、设计与管理 302

二、组装与焊接 305

附录 金属材料焊接性主要试验方法 314

一、冷裂敏感性试验方法 314

二、热裂敏感性试验方法 319

三、层状撕裂敏感性试验方法 321

四、再热裂纹敏感性试验方法 324

五、应力腐蚀裂纹敏感性试验方法 326

六、脆性断裂试验 328

参考文献 330