鋁合金車體焊接工藝 第2版（簡體書）

《鋁合金車體焊接工藝(第2版)》由六篇32章構成。第一篇是鋁合金車體制造技術基礎，主要敘述鋁合金車體生產過程中的專業技術基礎；第二篇是鋁合金焊接質量體系和檢驗控制，主要介紹了鋁合金車體焊接質量體系應該完成的工作、工作規則以及焊接質量檢測和控制的方法；第三篇是鋁合金車體制造模式，詳細介紹了軌道裝備制造企業中，世界各主要公司的鋁合金車體生產模式，從各種模式的比較中，可以清楚地了解到世界上鋁合金車體制造技術的發展情況；第四篇是工裝夾具設計，通過對鋁合金車體制造過程所需要的工裝夾具的介紹，使讀者詳細了解工裝夾具的設計原則和方法；第五篇是焊接培訓，詳細介紹了焊接培訓的各種技巧和培訓內容；第六篇是焊接環境保護，目的是讓操作者和企業管理者意識到鋁合金焊接煙塵對人體健康的危害，了解保護人體健康的方法和必要性。
《鋁合金車體焊接工藝(第2版)》可供工程技術人員、在校大學生、職業技術學院學生和企業管理者使用，特別適合鐵路設備制造工廠從事焊接的技術人員使用。
未經作者本人和機械工業出版社共同許可，任何機構和個人不可以任何形式復制（包括電子化處理）、傳播《鋁合金車體焊接工藝(第2版)》。

王炎金 1965年出生。1989年畢業于大連鐵道學院材料工藝系焊接工藝及設備專業，1992年在大連鐵道學院獲得碩士學位。教授級高級工程師，現任長春客車股份公司副總工程師，中國焊接協會理事、中國焊接協會車輛委員會主任、中國焊接質量認證委員會常務理事、中國有色金屬協會會員、大連鐵道學院名譽教授、東北大學博士生導師、長春工業大學博士後導師、研究生導師和吉林省專家評委會委員。參加工作以來一直從事車輛鋁合金車體制造技術開發等，特別是在城軌車輛、高速磁浮車、高速動車組車體開發研制等領域做出了突出貢獻。主持設計了具有國際先進水平的國內第一條鋁合金車體生產線，獨立開發了鋁合金車體自動焊接、焊接變形控制、變形調修等鋁合金車體制造核心技術，并主持完成自動化生產工藝裝備設計制造，在世界鐵路制造行業第一個使用機器人進行鋁合金大部件自動焊，使自動化焊接水平和焊接量達到國際先進水平。解決了車輛用鋁合金材料國產化技術難題，并獲吉林省科技進步二等獎。主持起草了中國鋁合金焊接標準，參與車輛鋁合金型材標準制定。2003年獲長春市“有突出貢獻的中青年專家”稱號，被評為“長春市特等勞動模范”，2004年獲第六屆詹天佑鐵道科學技術獎人才獎，2004年被評為“中央企業勞動模范”，2005年被評為“全國勞動模范”。

《鋁合金車體焊接工藝(第2版)》特色：實踐經驗的總結《鋁合金車體焊接工藝(第2版)》總結了在生產實踐中發現的各種問題，給出解決這些問題的有效措施。為軌道交通車輛的制造總結出了一套成熟的制造技術。
生產全過程介紹以鋁合金車體的焊接制造為中心，全面介紹了鋁合金車體制造中的結構設計工藝性、焊接工藝特點與加工技術、焊工的培訓步驟、車體的制造模式、質量控制與檢驗、焊接環境與職業健康的有關問題。

序
前言
第一篇 鋁合金車體制造工藝基礎
第一章 緒論1
第一節 鋁合金車體的基本概念1
第二節 鋁合金車體的優點和在我國的發展概況3
第三節 鋁合金車體的典型結構和各自優缺點6

第二章 鋁合金車體的設計工藝性技術8
第一節 鋁型材設計工藝性技術8
第二節 鋁合金車體結構設計精細化技術10
第三節 鋁合金車體結構設計標準化技術14
第四節 接頭設計和接頭準備16

第三章 鋁及鋁合金材料17
第一節 鋁及鋁合金材料的應用領域17
第二節 鋁及鋁合金材料的物理特性17
第三節 鋁及鋁合金材料的分類18
第四節 鋁及鋁合金材料的焊接特性20

第四章 鋁及鋁合金焊接材料23
第一節 焊接保護氣體23
第二節 焊接填充材料25

第五章 鋁及鋁合金焊接打磨工藝30
第一節 焊前清理30
第二節 焊縫修理32
第三節 焊縫磨平34
第四節 化學清洗35

第六章 鋁及鋁合金加熱處理工藝37
第一節 焊前預熱37
第二節 焊後火焰調修40
第三節 焊後熱處理41

第七章 鋁及鋁合金常見焊接缺陷、原因分析和控制42
第一節 氣孔42
第二節 裂紋43
第三節 夾渣44
第四節 根部未熔合和未焊透45
第五節 錯邊45
第六節 根部間隙46
第七節 咬邊46
第八節 焊縫余高和寬度過大46
第九節 焊接背透和凸度過大47

第八章 鋁及鋁合金焊接變形和調修技術48
第一節 焊接變形產生的原因48
第二節 焊接變形的影響因素和解決措施49
第三節 焊接變形的調修方法50

第九章 鋁及鋁合金MIG焊設備和工藝52
第一節 MIG焊工藝的定義52
第二節 MIG焊設備52
第三節 MIG焊電弧形式55
第四節 鋁合金MIG焊的引弧、收弧和焊接過程57
第五節 MIG焊的坡口設計58
第六節 手工MIG焊焊接參數參考值59

第十章 鋁合金車體自動MIG焊技術61
第一節 鋁合金車體自動焊接技術在鐵路車輛行業的發展概況61
第二節 鋁合金車體自動焊的方法61
第三節 鋁合金車體自動焊實施的關鍵要點63
第四節 鋁合金車體自動焊常見故障和處理辦法65

第十一章 鋁及鋁合金TIG焊設備和工藝68
第一節 TIG焊工藝的定義68
第二節 TIG焊電源的種類68
第三節 TIG焊設備的構成69
第四節 TIG焊操作71
第五節 TIG脈沖焊接71
第六節 鋁及鋁合金TIG焊工藝72

第十二章 鋁及鋁合金攪拌摩擦焊技術74
第一節 攪拌摩擦焊發展概述74
第二節 攪拌摩擦焊原理76
第三節 攪拌摩擦焊術語定義76
第四節 攪拌摩擦焊技術特點78
第五節 攪拌摩擦焊參數79
第六節 攪拌摩擦焊設備81
第七節 攪拌摩擦焊在列車制造領域的應用84

第十三章 鋁及鋁合金激光電弧復合熱源焊接技術93
第一節 概述93
第二節 激光MIG復合熱源焊接設備94
第三節 激光與電弧的相互作用機理100
第四節 激光MIG復合熱源焊接工藝103
第五節 鋁及鋁合金激光MIG復合熱源焊接接頭冶金性能109
第六節 鋁及鋁合金激光MIG復合熱源焊接常見的缺陷及原因111
第七節 鋁及鋁合金激光MIG復合熱源焊接技術的應用113
第八節 激光安全防護115

第十四章 鋁及鋁合金電阻點焊技術116
第一節 鋁合金電阻點焊的工藝特點116
第二節 焊接參數設置的基本原理和步驟116
第三節 焊接操作步驟118
第四節 焊接過程的監控124
第五節 焊接設備常見的故障和處理方法127
第六節 實際焊接過程的操作指南（手工操作）128

第十五章 鋁及鋁合金火焰釬焊技術129
第一節 基本概念129
第二節 鋁及鋁合金火焰釬焊工藝特點129
第三節 釬焊鋁合金結構工裝要求130
第四節 鋁釬焊接頭力學性能、清洗和檢驗要求130

第十六章 鋁及鋁合金沖壓技術132
第一節 沖壓下料技術132
第二節 彎曲成形技術132
第三節 蒙皮成形技術134
第四節 成形工件調形技術134

第十七章 鋁及鋁合金機加工技術135
第一節 鋁型材及車體小部件機加工技術135
第二節 鋁合金車體大部件機加工技術136

第二篇 鋁合金焊接質量體系及檢驗控制
第十八章 鋁合金車體焊接工藝評定的原則138
第一節 工藝評定的目的138
第二節 工藝評定內容的制定流程138
第三節 軌道車輛鋁合金車體焊接工藝評定內容142

第十九章 鋁及鋁合金焊接工作試件的制定原則146
第一節 工作試件的制作目的146
第二節 工作試件的應用對象和方法146

第二十章 鋁及鋁合金產品的焊縫質量檢驗156
第一節 外觀檢驗156
第二節 焊縫掰開試驗157
第三節 宏觀斷口檢測試驗157
第四節 焊縫X射線探傷159
第五節 焊縫超聲波探傷160
第六節 接頭力學性能試驗160
第七節 滲漏試驗160
第八節 金相檢驗161
第九節 腐蝕試驗161
第十節 硬度試驗161

第二十一章 產品形位公差檢驗162
第一節 尺寸檢驗162
第二節 輪廓檢驗162
第三節 形位公差等綜合檢驗162

第三篇 鋁合金車體制造工藝模式
第二十二章 側墻制造工藝模式164
第一節 模塊化側墻制造工藝模式164
第二節 開式型材側墻制造工藝模式166
第三節 閉式型材側墻制造工藝模式168

第二十三章 車頂制造工藝模式172
第一節 板梁結構車頂制造工藝模式172
第二節 帶有內嵌式空調機組座的車頂制造模式173
第三節 圓頂車頂制造模式179
第二十四章底架制造工藝模式182
第一節 城市軌道車輛底架制造工藝模式182
第二節 高速車底架制造工藝模式197
第二十五章鋁合金車體總組成工藝模式201

第四篇 鋁合金車體工裝設計
第二十六章 鋁合金車體小部件工裝設計205
第一節 可翻轉工裝設計方法205
第二節 多點過定位設計方法207
第三節 快速壓緊設計方法207

第二十七章 鋁合金車體大部件工裝設計209
第一節 通用工裝設計理念209
第二節 工裝整體翻轉設計理念209
第三節 在工裝中設置工件撓度和焊接反變形方法210
第四節 大型工裝設計實例211第五篇焊接培訓

第二十八章 鋁及鋁合金焊工培訓內容215
第一節 焊接基本概念培訓215
第二節 焊接基本技能培訓217
第三節 鋁合金焊工能力培訓和考證規定218
第四節 組合內容培訓218
第五節 工藝評定內容培訓220

第二十九章 MIG焊焊工培訓步驟222
第一節 MIG焊設備使用訓練222
第二節 堆焊焊道基本功訓練227
第三節 打底焊道訓練228
第四節 平焊位置的單道角焊縫229
第五節 平焊位置的多道對接單面焊縫231
第六節 平焊位置的多道角焊縫233
第七節 鋁合金管平焊位置的單道對接焊縫235
第八節 鋁板平焊位置的多道雙面對接焊縫236
第九節 橫焊位置的多道角焊縫和對接焊縫237
第十節 向上立焊的多道角焊縫和對接焊縫238
第十一節 仰焊位置的多道角焊縫和對接焊縫239
第十二節 鋁合金管水平固定位置的多道焊接240

第三十章 TIG焊焊工培訓步驟242
第一節 TIG焊接設備使用訓練242
第二節 建立電弧，形成熔池242
第三節 鋁合金板的平焊堆焊243
第四節 平焊位置的單道角焊246
第五節 鋁合金板平焊位置的單道對接焊249
第六節 鋁合金板平焊位置的多道角焊250
第七節 鋁合金管單道焊和多道平焊252
第八節 鋁合金板多道對接平焊253
第九節 橫焊位置多焊道角焊和對接焊255
第十節 立焊位置多焊道角焊和對接焊256
第十一節 仰焊位置多道角焊和對接焊257
第十二節 鋁合金管水平固定位置多
道焊258第六篇鋁及鋁合金焊接職業健康與安全環保

第三十一章 鋁及鋁合金焊接的職業健康和煙塵危害260
第一節 鋁及鋁合金焊接的職業健康安全要求260
第二節 焊接煙塵的產生機理261
第三節 焊接煙塵的成分及危害261

第三十二章 鋁合金焊接煙塵的治理265
第一節 勞動保護方法265
第二節 局部除塵治理方法265
第三節 焊接煙塵的整體廠房治理267
第四節 工程實例——CRH3高速列車焊接廠房除塵、除濕系統270

第二節 焊接煙塵的產生機理
焊接煙塵是焊接區蒸發出來的金屬及其冶金反應物的蒸氣遠離焊接區後凝結而成的，以氣溶膠的形態存在。蒸氣在焊接區附近先凝結成一次粒子，一次粒子隨著溫度的降低再凝結成二次粒子，然後按一定的方式擴散出去，而且在這些粒子的形成過程中又有著復雜的中間過程。
焊接煙塵的形核機制主要有均質形核與非均質形核兩種。對常用焊條產生的粉塵，試驗證實0.1μm量級粒子主要分為尖晶石型和氟化物型兩類，均從蒸氣到粒子轉變所形成；1μm及更大一些的粒子主要從氣泡到粒子轉變形成。
焊後煙塵粒子的長大以凝并為主，凝并主要有聚集型和融合型兩種方式。焊接煙塵由電弧區產生以後，在分散于空氣的過程中發生了不同程度的凝并和聚集。對焊接煙塵粒子的直接采樣電鏡觀察，煙塵粒子主要有兩種形式的長大過程，一種是熔合過程，它是由幾個焊接煙塵的一次粒子熔合成單個大粒子的過程，一次粒子之間無明顯邊界，這種熔合的主要特征是熔合後的單個大粒子的總表面積小于一次粒子的表面積之和；另一種是聚集過程，它是由幾十個甚至幾百個一次粒子聚集在一起的過程，就像是一串葡萄，一次粒子靠表面粘連在一起，并有明顯邊界。當小粒子熔合時，較小的粒子消失，留下的只是新的更大粒子；而小粒子聚集在一起時，小粒子保持其個體身份，但失去動力性質上的獨立性，無論是發生粒子熔合還是聚集，都會引起煙塵中粒子大小、形狀以及數量濃度的變化。