《焊接結構生產(chǎn)》介紹了鋼結構焊接的應力與變形，焊接接頭斷口，焊接接頭設計與接頭強度，焊接工藝評定，焊接結構生產(chǎn)工藝（包括備料、成型加工、裝配、焊接、檢驗等），焊接夾具和工裝，焊接工藝卡應用實例，焊接生產(chǎn)組織管理等，以壓力容器和起重機主梁焊接為實例詳細介紹了相關技術問題。
《焊接結構生產(chǎn)》可供焊接相關設計人員和企業(yè)技術人員參考，同時也可供本科院校焊接、材料成型與控制工程等專業(yè)教學使用。
《焊接結構生產(chǎn)》是焊接工程技術專業(yè)必修課，是理論性和實踐性較強的實用性技術。焊接結構在化工、容器、造船、航空、機械、運輸?shù)刃袠I(yè)得到廣泛的應用。焊接結構生產(chǎn)過程是局部加熱，焊縫金屬經(jīng)過了加熱、熔化、冷卻熱循環(huán)，由于焊接熔池小，冷卻速度快，容易在焊接結構中產(chǎn)生較大的焊接應力，導致構件變形，影響產(chǎn)品質量，增加產(chǎn)品成本，因此，如何組織生產(chǎn)，控制焊接應力和變形是焊接結構生產(chǎn)的主要問題之一，也是焊接工程技術人員長期研究的關鍵問題。本書首先介紹焊接應力形成基本理論，分析焊接應力產(chǎn)生原因及防治焊接應力影響的措施，然后介紹了焊接變形種類及防治焊接變形工藝措施，對焊接接頭的形式、焊接接頭設計、靜載強度的計算和焊接接頭脆性斷裂等內(nèi)容進行了簡要介紹。本書以焊接結構生產(chǎn)工藝為主，強調焊接結構生產(chǎn)工藝評定、零件備料加工工藝、焊接結構的生產(chǎn)過程如裝配、焊接及焊接生產(chǎn)所用焊接工裝夾具，并舉例說明焊接夾具設計過程。本書以壓力容器、起重機主梁為典型焊接結構，分析其焊接生產(chǎn)工藝、焊接生產(chǎn)管理等各項內(nèi)容，并結合壓力容器焊接生產(chǎn)介紹企業(yè)管理制度及安全生產(chǎn)與防護等內(nèi)容。本書對焊接結構生產(chǎn)應力、焊接接頭設計、接頭強度計算、焊接接頭斷口等進行了理論分析，重點突出，內(nèi)容精煉，便于讀者掌握和理解。同時對焊接結構生產(chǎn)中常用的生產(chǎn)工藝做了較大篇幅介紹，從備料、成形加工、裝配、焊接等焊接生產(chǎn)工藝過程詳細講解，編入了焊接工藝評定、各種焊接工藝卡應用實例，特別是對焊接工裝設計過程進行實例補充，以供焊接相關設計人員和企業(yè)技術人員指導設計、生產(chǎn)。本書可作為本科院校相關專業(yè)的教材。全書通俗易懂，實用性強。本書編者均系高等院校、科研院所、工程技術專家，具有多年從事焊接工藝實踐經(jīng)驗。本書的第1章、第3章由李新梅編寫，第2章由杜寶帥編寫，第4章、第7章、第8章由楊鳳琦、潘光慧、羅輝編寫，第5章由王萌萌、潘光慧、羅輝編寫，第6章由李君君編寫。全書由李以善統(tǒng)定稿，由張忠文審稿。參加編寫的還有山東國家電力研究院張忠文，山東技術學院周崢，山東建筑大學霍玉雙、孫俊華、史傳偉、馬海龍，北京工業(yè)大學袁濤等。由于編者水平有限，書中難免有不足之處，敬請廣大讀者提出寶貴意見。編者2017年10月
羅輝，山東建筑大學材料科學與工程學院，副教授，多年從事焊接專業(yè)教學工作，曾經(jīng)擔任焊接專業(yè)課程如焊接設備及工藝、新材料焊接技術、鋼結構焊接制造及其他非專業(yè)課教學。多次參加和組織學生生產(chǎn)實習、畢業(yè)實習、課程設計、畢業(yè)設計等教學活動。參與焊接專業(yè)建設，完成專業(yè)課教學大綱、實習計劃、實驗室管理等工作，并長期為企業(yè)提供技術指導，特別是壓力容器和鋼結構生產(chǎn)制造，熟悉企業(yè)管理和生產(chǎn)運作。多次參加省基金項目，負責多個橫向課題，發(fā)表國內(nèi)外文章20余篇，授權發(fā)明專利3項，實用新型專利十余項，獲得省級發(fā)明獎。
第1章 焊接結構概述1
1.1焊接結構特點及類型2
1.1.1焊接結構的特點2
1.1.2焊接結構的類型3
1.1.3典型建筑焊接結構4
1.2焊接結構常用金屬材料11
1.2.1焊接結構對鋼材的要求11
1.2.2焊接結構選材的基本原則13
思考題16
第2章 焊接應力與變形17
2.1焊接內(nèi)應力與變形17
2.1.1應力、應變基本概念17
2.1.2自由桿件模型及自由變形率、外觀變形率和內(nèi)部變形率17
2.1.3三桿件模型18
2.2焊接熱應力與變形產(chǎn)生原因19
2.2.1焊接熱應力19
2.2.2研究焊接應力與變形的基本假定20
2.3焊接應力與變形的形成過程20
2.3.1長板條中心加熱20
2.3.2長板條單側加熱22
2.4焊接結構中形成的應力與變形23
2.4.1焊接應力與變形的影響因素及受約束桿件應力應變演化過程23
2.4.2焊接應力與變形的演化過程23
2.4.3焊接熱應變循環(huán)25
2.4.4熱循環(huán)過程中材料性能的變化27
2.5焊接殘余應力27
2.5.1縱向殘余應力的分布28
2.5.2橫向殘余應力的分布29
2.5.3厚板中的殘余應力31
2.5.4拘束狀態(tài)下焊接的內(nèi)應力32
2.5.5封閉焊縫引起的內(nèi)應力33
2.5.6相變應力33
2.6焊接殘余應力對構件的影響36
2.6.1殘余應力對構件承載力的影響36
2.6.2殘余應力對結構脆性斷裂的影響36
2.6.3殘余應力對結構疲勞強度的影響37
2.6.4殘余應力對構件剛度的影響37
2.6.5殘余應力對受壓桿件穩(wěn)定性的影響38
2.6.6殘余應力對應力腐蝕的影響38
2.6.7殘余應力對構件精度和尺寸穩(wěn)定性的影響38
2.7焊接變形39
2.7.1焊接變形的分類39
2.7.2縱向收縮變形及其引起的撓曲變形41
2.7.3橫向收縮變形及其引起的撓曲變形43
2.7.4角變形48
2.7.5薄壁焊接構件的翹曲（波浪變形）50
2.7.6焊接錯邊和扭曲變形52
2.7.7焊接變形的影響因素53
2.7.8焊接變形量的控制54
2.8焊接應力的調控和消除55
2.8.1焊接過程中應力的調控55
2.8.2焊接殘余應力的消除58
2.9焊接變形的控制和消除60
2.9.1設計和制造階段采取的措施60
2.9.2焊后矯形的措施65
思考題66
第3章 焊接接頭斷裂68
3.1焊接接頭的基本形式68
3.1.1焊接接頭類型68
3.1.2焊縫的類型72
3.2焊接接頭脆性斷裂74
3.2.1脆性斷裂事故分析74
3.2.2脆性斷裂斷口形貌特征75
3.2.3影響脆性斷裂的原因77
3.2.4焊接結構抗脆斷性能的評定81
3.2.5防止脆性斷裂的措施84
3.3焊接接頭的疲勞斷裂86
3.3.1疲勞斷裂事故案例87
3.3.2疲勞強度和疲勞極限87
3.3.3疲勞斷裂過程及斷口形貌特征88
3.3.4影響焊接接頭疲勞強度的因素92
3.3.5提高焊接接頭疲勞強度的措施97
思考題99
第4章焊接接頭設計與焊接工藝評定100
4.1焊接接頭設計100
4.1.1焊接接頭的設計原則100
4.1.2焊接接頭設計的內(nèi)容與準則101
4.1.3焊接坡口的設計與選擇101
4.1.4接頭形式和坡口類型102
4.2焊接接頭靜載強度計算103
4.2.1常用焊接接頭的工作應力分布103
4.2.2焊接接頭靜載強度計算的假定106
4.2.3對接、搭接和T形接頭焊縫強度計算106
4.3焊接工藝評定110
4.3.1焊接工藝評定目的和意義111
4.3.2焊接工藝評定方法111
4.4焊接結構工藝審查117
4.4.1焊接結構工藝性審查目的117
4.4.2焊接工藝性審查的內(nèi)容118
4.4.3焊接結構生產(chǎn)工藝規(guī)程的內(nèi)容123
4.4.4焊接工藝規(guī)程的編制程序124
4.4.5焊縫標注126
思考題135
第5章 焊接結構生產(chǎn)工藝137
5.1焊接結構生產(chǎn)組織137
5.1.1生產(chǎn)過程的空間組織137
5.1.2生產(chǎn)過程的時間組織139
5.2焊接結構生產(chǎn)工藝過程140
5.2.1鋼材的變形矯正141
5.2.2鋼材的預處理144
5.2.3焊接結構零件備料工藝146
5.2.4零件的成形加工工藝155
5.2.5零件的拉深成形162
5.2.6其他零件成形方法164
5.2.7焊接結構的裝配165
思考題170
第6章焊接夾具設計與焊接機械裝備173
6.1焊接與裝配夾具設計173
6.1.1夾具概述173
6.1.2裝配夾具的分類和組成174
6.1.3裝配夾具的設計要求174
6.1.4定位元件設計178
6.1.5夾緊機構設計185
6.1.6夾具體設計204
6.2焊接夾具設計實例205
6.2.1搖臂焊接夾具結構分析205
6.2.2繪制夾具草圖209
6.2.3繪制裝配圖209
6.2.4繪制零件圖209
6.3裝配-焊接機械裝備210
6.4焊接變位機械212
6.4.1焊件變位機械212
6.4.2焊機變位機械213
6.4.3焊工變位機械215
6.4.4焊接機器人215
思考題216
第7章 焊接結構生產(chǎn)實例218
7.1壓力容器焊接生產(chǎn)218
7.1.1壓力容器概述218
7.1.2壓力容器的分類218
7.1.3壓力容器的主要參數(shù)220
7.1.4壓力容器的基本結構形式221
7.1.5壓力容器的組成222
7.1.6壓力容器焊接接頭的分類226
7.1.7分汽缸壓力容器焊接生產(chǎn)228
7.2橋式起重機主梁焊接生產(chǎn)231
7.2.1橋式起重機的結構231
7.2.2橋式起重機橋架組成及主要部件的結構特點和技術要求231
7.2.3橋式起重機主梁的制造工藝234
思考題237
第8章焊接結構生產(chǎn)管理與安全239
8.1現(xiàn)代企業(yè)管理概述239
8.1.15S企業(yè)管理模式239
8.1.2精益管理模式240
8.2焊接生產(chǎn)管理240
8.2.1焊接生產(chǎn)質量保證體系240
8.2.2焊接材料的管理241
8.2.3焊工檔案管理制度244
8.3焊接生產(chǎn)安全244
8.3.1國家安全生產(chǎn)條例244
8.3.2生產(chǎn)安全用電245
8.4焊工勞動衛(wèi)生防護與現(xiàn)場急救處理248
8.4.1焊工勞動衛(wèi)生防護248
8.4.2焊工個人防護252
思考題253
參考文獻254
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