本书较系统地介绍了特种设备金属材料焊接的工艺和技术，其主要内 容包括：特种设备基本知识，特种设备用金属材料及焊接材料，特种设备 制造常用焊接方法，焊接冶金及焊接接头形式，焊接结构制造质量保证， 焊接应力与变形，焊接安全与保护，焊接缺陷及检验，锅炉焊接，压力容 器焊接，压力管道焊接，起重机械焊接，电梯、客运索道及游乐设施焊 接，场（厂）内专用机动车辆结构焊接等，本书对特种设备如锅炉、压力 容器、压力管道、起重设备、电梯、客运索道、游乐设施焊接和场（厂） 内专用机动车辆等焊接工艺进行了全面系统的介绍，并结合具体实例，介 绍了焊接生产工艺。 本书结合特种设备的实际制造和现场安装的情况，吸取了特种设备焊 接技术理论和实际经验。本书对制造安装企业和检验检测单位具有指导意 义，可供制造安装企业和检验检测单位的工程技术人员、检验员、检验师 及焊接人员等参考，也可作为特种设备金属类焊接作业人员的培训参考 用书。

编者
前言
第一章特种设备基本知识1
第一节锅炉基本知识1
一、锅炉的概念及分类1
二、锅炉的主要参数2
三、锅炉的基本构成3
第二节压力容器基本知识5
一、压力容器的概念及分类5
二、压力容器的主要参数8
三、压力容器的基本构成8
第三节压力管道基本知识9
一、压力管道的概念及分类9
二、压力管道的主要参数11
三、压力管道的基本构成11
第四节起重机械基本知识12
一、起重机械的概念及分类12
二、起重机械的主要参数14
三、起重机械的基本构成15
第五节电梯基本知识17
一、电梯的概念及分类17
二、电梯的主要参数19
三、电梯的基本构成19
第六节客运索道基本知识20
一、客运索道的概念及分类20
二、客运索道的工作原理及适用条件20
三、客运索道的基本构成22
第七节大型游乐设施基本知识22
一、大型游乐设施的概念及分类22
二、大型游乐设施的基本构成23
第八节场（厂）内专用机动车辆基本知识25
一、场（厂）内专用机动车辆的概念及分类25
二、场（厂）内专用机动车辆的主要参数26
三、场（厂）内专用机动车辆的基本构成26
第二章特种设备用金属材料及焊接材料29
第一节金属的晶体结构29
一、晶体的特性29
二、晶格与晶胞29
三、实际金属的晶体结构30
四、合金的晶体结构32
五、金属的结晶32
第二节铁碳合金相图及钢的组织33
一、铁碳合金相图33
二、钢的组织35
三、组织变化36
第三节金属热处理及其主要性能36
一、金属热处理36
二、金属的力学性能37
三、其他性能39
第四节钢的分类及牌号39
一、钢的分类39
二、钢的牌号表示方法40
第五节焊接材料41
一、焊条41
二、焊丝43
三、焊剂47
四、焊带47
五、焊接用气体48
六、电极48
第三章特种设备制造常用焊接方法50
第一节焊接方法及分类50
第二节焊接电源基本概念52
一、焊接电源及电特性52
二、弧焊电源的基本要求54
三、电源的组成及分类55
第三节焊条电弧焊55
一、焊条的选择56
二、焊接参数56
三、焊接操作技术57
四、焊接电源59
五、焊条电弧焊的特点60
第四节钨极氩弧焊61
一、焊接材料选择61
二、焊接参数61
三、焊接电源62
四、钨极氩弧焊的特点62
第五节埋弧焊63
一、焊接材料63
二、焊接参数63
三、焊接电源64
四、埋弧焊的特点65
第六节熔化极气体保护焊65
一、焊材的选择65
二、焊接操作技术66
三、熔滴过渡方式66
四、焊接电源67
五、熔化极气体保护焊的特点68
第七节药芯焊丝电弧焊68
一、焊接形式及焊接参数68
二、焊接电源69
三、药芯焊丝电弧焊的特点69
第八节气焊69
一、气焊材料和焊接参数70
二、气焊的特点71
第九节等离子弧焊71
一、等离子弧分类71
二、等离子弧焊工艺72
三、等离子弧焊的特点72
第十节钎焊72
一、钎焊材料73
二、钎焊接头73
三、钎焊工艺73
四、钎焊接头检验74
五、钎焊的特点75
第四章焊接冶金及焊接接头形式76
第一节焊接化学冶金76
一、焊材熔化76
二、熔滴及其过渡76
三、熔池76
四、熔池金属的保护77
五、焊接化学冶金反应77
第二节气体对焊缝金属的影响77
一、氮对焊缝金属的影响77
二、氢对焊缝金属的影响77
三、氧对焊缝金属的影响78
第三节焊丝、焊剂或药皮对焊缝金属的影响78
一、焊缝金属的脱氧78
二、硫和磷对焊缝金属的影响79
三、合金过渡79
第四节焊缝金属凝固和焊接接头性能80
一、焊缝金属凝固80
二、合金元素对焊缝性能的影响80
三、焊接接头性能81
第五节材料焊接83
一、材料焊接性83
二、低碳钢的焊接84
三、低合金钢的焊接84
四、奥氏体不锈钢的焊接85
五、铝及铝合金的焊接86
第六节焊接接头87
一、焊接接头的形式和特点87
二、焊缝87
三、焊接接头坡口88
第七节焊接符号89
一、焊接方法代号90
二、基本焊缝符号与焊接符号90
三、补充符号92
四、焊缝符号的尺寸及标注93
第五章焊接结构制造质量保证95
第一节制造的质量保证95
一、管理职责95
二、质量保证体系95
三、文件和记录控制96
四、合同控制96
五、设计控制96
六、采购控制97
七、材料控制97
八、工艺控制97
九、焊接、热处理管理控制98
十、检验和试验控制98
十一、不合格品的控制99
十二、人员培训上岗99
十三、计量与设备控制99
十四、持续质量改进100
十五、执行特种设备许可制度100
第二节焊接工艺评定100
一、焊接工艺评定的意义和目的100
二、焊接工艺评定的一般过程101
三、焊接工艺评定的方法102
四、焊接工艺评定的基本变数102
五、焊接工艺评定的试验102
六、焊接工艺评定报告104
第三节承压类特种设备焊接工艺评定106
一、焊接工艺评定规则106
二、焊接工艺评定试验要求109
三、合格标准114
第四节机电类特种设备焊接工艺评定115
一、焊接工艺评定规则116
二、焊接工艺评定试验要求和结果评价117
三、免除评定119
第五节焊接工艺技术文件121
第六节焊工考试125
一、考试内容与方法126
二、考试结果评定129
三、焊工操作考试项目代号129
第六章焊接应力与变形131
第一节焊接应力和变形的基本原理131
一、焊接温度场和影响因素131
二、温度对材料的物理及力学性能的影响131
三、金属杆件在温度变化时产生的应力和变形132
四、不均匀加热及焊接过程引起的应力和变形132
五、材料的物理和力学性能对焊接残余应力与变形的影响132
第二节焊接残余变形134
一、焊接残余变形的分类134
二、焊接变形的危害135
三、焊接残余变形的预测计算136
四、焊接残余变形的测量137
第三节焊接残余应力138
一、焊接残余应力的分布138
二、焊接残余应力的影响140
三、焊接残余应力的测量141
第四节减小焊接变形及应力的措施142
一、预防控制焊接变形的措施142
二、焊接变形的矫正145
三、控制焊接应力的措施145
四、焊接应力的消除146
五、典型应用实例147
第七章焊接安全与保护152
第一节焊接易发事故的原因及安全措施152
一、电弧焊的触电事故152
二、电弧焊的火灾爆炸事故153
三、电弧焊的其他事故154
第二节焊接的危害及防护155
一、电弧辐射及防护155
二、有害物质及防护156
三、焊接热辐射、噪声、振动的防护160
第三节常用焊接方法的安全操作技术160
一、焊条电弧焊安全操作技术160
二、氩弧焊安全操作技术161
三、二氧化碳气体保护焊安全操作技术162
四、埋弧焊安全操作技术162
五、等离子弧焊接和切割安全操作技术162
六、电阻焊安全操作技术163
七、气焊和气割安全操作技术163
第四节常用焊接方法的有害物质163
一、焊条电弧焊163
二、钨极氩弧焊164
三、熔化极气体保护焊164
四、电阻焊165
五、等离子弧切割165
六、钎焊165
七、气焊和气割166
第五节焊接用气体和气瓶的安全166
一、气瓶使用166
二、焊接用气体167
第八章焊接缺陷及检验169
第一节焊接缺陷169
一、裂纹169
二、气孔170
三、夹杂物171
四、未熔合及未焊透172
五、形状和尺寸不良173
六、其他缺陷175
第二节焊接质量检验的目的及方法175
一、焊接质量检验的目的175
二、焊接质量检验的方法176
第三节目视检验177
一、目视检验的条件177
二、目视检验的工具177
三、焊前检验177
四、焊接过程中检验179
五、焊后检验180
六、目视检验工具的应用简介180
第四节渗透检测183
一、渗透检测的原理及分类183
二、渗透检测的基本步骤183
三、渗透检测的特点185
第五节磁粉检测185
一、磁粉检测的原理185
二、磁化方法186
三、影响漏磁场的因素187
四、磁粉检测的设备及步骤187
五、磁粉检测的特点188
第六节射线检测188
一、射线照相法的原理188
二、射线检测设备189
三、射线照相工艺190
四、射线的安全防护191
五、射线检测的特点191
第七节超声检测192
一、超声波的发生及性质192
二、超声检测的原理192
三、超声检测工艺193
四、超声检测的特点194
第八节涡流检测194
第九节声发射检测195
第十节新型检测技术简介197
一、超声导波技术197
二、超声相控阵技术197
三、便携式漏磁技术198
四、电磁超声技术198
第九章锅炉焊接199
第一节通用要求200
第二节锅筒的焊接201
一、主要焊缝的焊接204
二、焊接材料的选用205
三、锅筒的焊接及热处理205
四、检验与试验208
第三节集箱的焊接209
一、集箱环缝焊接212
二、集箱管接头的焊接217
三、集箱的焊后检验219
四、水压试验220
第四节受热面管的焊接220
一、锅炉受热面管的牌号及其焊接性221
二、锅炉受热面管的焊接工艺224
三、锅炉受热面管的焊后热处理232
四、锅炉受热面管的焊后检验233
第五节膜式水冷壁的焊接234
一、膜式水冷壁制造工艺流程和焊接方法的选择234
二、膜式水冷壁的焊接工艺235
三、膜式水冷壁的热处理工艺237
四、膜式水冷壁的焊接检验238
第十章压力容器焊接240
第一节总体要求240
一、压力容器用金属材料总体要求240
二、压力容器用焊接材料总体要求240
三、压力容器焊接总体要求240
第二节低碳钢、低合金高强钢压力容器的焊接242
一、压力容器用低碳钢的焊接242
二、压力容器用低合金高强钢的焊接243
第三节耐热钢压力容器的焊接248
第四节低合金低温钢压力容器的焊接256
第五节不锈钢压力容器的焊接259
一、压力容器用不锈钢种类及组织特点259
二、奥氏体不锈钢的焊接260
三、铁素体不锈钢的焊接262
四、马氏体不锈钢的焊接263
五、双相不锈钢的焊接264
第六节有色金属压力容器的焊接269
一、镍及镍合金的焊接269
二、钛及钛合金的焊接272
三、锆及锆合金的焊接275
四、铝及铝合金的焊接277
五、铜及铜合金的焊接278
第七节压力容器中异种钢的焊接280
一、异种钢焊接概述及其焊接特点280
二、异种钢焊接工艺280
三、异种钢之间的焊接特点281
第八节复合板的焊接284
一、不锈钢钢复合板、镍钢复合板、铜钢复合板的焊接284
二、钛/锆钢复合板的焊接286
第九节压力容器的堆焊288
第十节球罐的焊接制造289
一、球罐的工厂制造290
二、球罐的现场安装292
第十一章压力管道焊接296
第一节压力管道材料的选用和管理296
一、管材的选用296
二、管材的管理298
第二节管道焊接组装工艺298
一、管道组对要求298
二、管道对接装配对口器299
第三节碳钢管道的焊接301
一、工艺流程301
二、工艺过程302
三、焊前预热及焊后热处理303
四、管道焊接实例303
第四节不锈钢管道的焊接304
一、奥氏体不锈钢管的焊接304
二、马氏体不锈钢管的焊接306
三、铁素体不锈钢管的焊接307
第五节耐热钢管道的焊接308
一、铬钼耐热钢管道的焊条电弧焊308
二、铬钼耐热钢管道的手工钨极氩弧焊310
三、管道焊接实例310
第六节有色金属管道的焊接311
一、钛及钛合金管道的焊接311
二、铜及铜合金管道的焊接312
三、铝及铝合金管道的焊接313
四、镍及镍合金管道的焊接314
五、锆及锆合金管道的焊接316
第七节长输管道的焊接317
一、概述317
二、接头焊前的预热和焊缝热处理319
三、焊接319
第八节管道工厂化预制323
一、管道预制的优越性323
二、管道的预制要求324
三、管道预制流程324
第九节管道的在线焊接及修复328
一、压力管道的在线焊接328
二、管道缺陷的修复技术330
第十二章起重机械焊接332
第一节基本要求332
一、材料的选择332
二、设计一般原则332
第二节焊接工艺基本流程333
一、焊接前的准备333
二、装配的定位焊334
三、典型装配焊接工艺流程335
第三节桥式起重机的装配焊接336
一、盖板和腹板装配焊接337
二、箱形主梁半成品组装与焊接338
三、箱形主梁整体装配焊接340
四、桥架的装配焊接341
第四节门式起重机的装配焊接343
一、桥架的装配焊接343
二、支腿的装配焊接345
三、下横梁的组装焊接346
第五节桁架起重机的装配焊接347
一、桁架起重机的种类347
二、桁架的焊接生产348
第十三章电梯、客运索道及游乐设施焊接350
第一节零件的备料350
一、材料要求350
二、下料的准备350
三、下料的方法351
第二节钢结构装配351
一、装配方法分类351
二、装配的条件及基准352
三、装配的定位焊352
四、装配的质量要求352
第三节工装夹具352
一、工装夹具的分类和组成352
二、装焊工装夹具的特点352
三、定位器353
四、夹紧机构353
五、夹具体355
第四节结构焊的通用焊接工艺356
一、焊接材料356
二、焊接环境357
三、焊接工艺评定及焊工要求357
四、预热和层间温度357
五、临时焊缝、定位焊缝357
六、返修及焊补357
第五节电梯钢结构焊接358
第六节客运索道钢结构焊接359
第七节游乐设施钢结构焊接359
一、游乐设施典型焊接结构359
二、焊接结构优化设计361
第十四章场（厂）内专用机动车辆结构焊接365
第一节基本要求365
一、材料的选择365
二、场（厂）内专用机动车辆焊接结构设计一般原则365
第二节叉车焊接结构件制造工艺及设备366
一、板材下料及相关设备366
二、成形及相关设备366
三、装配-焊接及相关设备366
四、焊接结构的无损检测368
五、钢材及焊接结构件的表面处理368
第三节叉车典型焊接结构件制造369
一、车架焊接结构制造369
二、门架焊接结构制造370
参考文献376