第1章熔化極氣體保護焊的基礎知識1
1.1熔化極氣體保護焊原理、分類及特點1
1.1.1熔化極氣體保護焊的基本原理及分類1
1.1.2氣體保護焊的特點2
1.1.3熔化極氣體保護焊的應用3
1.2焊接電弧的基礎知識3
1.2.1焊接電弧的本質3
1.2.2電弧中帶電粒子的產生方式4
1.2.3焊接電弧的分類6
1.2.4焊接電弧的結構9
1.2.5電弧的靜特性10
1.2.6電弧的熱功率、熱效率系數和功率密度12
1.2.7電弧的溫度分布13
1.2.8焊接電弧的引燃14
1.2.9焊接電弧的穩定性16
1.2.10電弧的剛直性及磁偏吹18
1.3熔化極氣體保護焊的有關名詞術語20
1.3.1焊絲熔化20
1.3.2熔滴過渡21
1.3.3飛濺和飛濺率25
1.3.4接頭形式及坡口25
1.3.5焊接位置29
1.3.6焊縫及焊縫形狀尺寸31
1.3.7厚板焊接35
1.3.8焊絲位置36
1.3.9焊縫缺陷371.3.10焊接符號38
1.3.11弧焊電源的外特性及電弧靜態工作點44
第2章二氧化碳氣體保護焊46
2.1CO2氣體保護焊的基本原理、特點、分類及應用46
2.1.1CO2氣體保護焊的基本原理46
2.1.2CO2氣體保護焊的特點47
2.1.3CO2氣體保護焊的分類47
2.1.4CO2氣體保護焊的應用48
2.2CO2氣體保護焊冶金過程及焊接材料48
2.2.1CO2氣體48
2.2.2CO2焊的冶金反應49
2.2.3焊絲50
2.2.4輔助材料54
2.3CO2氣體保護焊設備56
2.3.1CO2氣體保護焊設備的分類56
2.3.2CO2氣體保護焊設備的組成57
2.3.3電源57
2.3.4送絲機構58
2.3.5焊槍62
2.3.6控制系統65
2.3.7氣路和水路66
2.3.8CO2焊機的使用與維護68
2.3.9CO2焊機的常見故障及排除方法76
2.4CO2氣體保護焊工藝77
2.4.1CO2焊的熔滴過渡方式78
2.4.2焊前準備80
2.4.3CO2焊工藝參數的選擇81
2.4.4典型焊接工藝參數85
2.4.5CO2焊的焊接缺陷及其防止措施85
2.5CO2焊的操作技術95
2.5.1操作姿勢及焊槍把持方式95
2.5.2引弧95
2.5.3焊槍的運行方式96
2.5.4左焊法和右焊法97
2.5.5熄弧99
2.5.6焊道接頭方法100
2.5.7各種焊接位置的操作技術101
2.5.8單面焊雙面成形技術110
2.6CO2焊焊接實例111
2.6.1［實例1］12mm厚Q235鋼板對接111
2.6.2［實例2］220×10mm鋼管的對接112
2.6.3［實例3］垂直固定的100×8mm鋼管對接焊114
2.7二氧化碳電弧定位焊116
2.7.1二氧化碳電弧定位焊的工藝特點116
2.7.2二氧化碳電弧定位焊設備116
2.7.3二氧化碳電弧定位焊工藝117
第3章藥芯焊絲電弧焊120
3.1藥芯焊絲電弧焊的工藝特點及應用120
3.1.1藥芯焊絲電弧焊基本原理120
3.1.2藥芯焊絲電弧焊的分類121
3.1.3藥芯焊絲電弧焊的特點121
3.1.4藥芯焊絲電弧焊的應用123
3.2藥芯焊絲電弧焊設備123
3.2.1藥芯焊絲電弧焊設備的特點123
3.2.2藥芯焊絲電弧焊設備的選用124
3.3藥芯焊絲電弧焊焊接材料127
3.3.1保護氣體127
3.3.2藥芯焊絲127
3.4藥芯焊絲氣體保護焊工藝159
3.4.1藥芯焊絲氣體保護焊工藝159
3.4.2典型的藥芯焊絲氣體保護焊工藝參數160
3.4.3操作技術164
3.4.4焊接實例173
第4章熔化極氬弧焊181
4.1熔化極氬弧焊基本原理、分類、特點及應用181
4.1.1熔化極氬弧焊基本原理181
4.1.2熔化極氬弧焊的分類181
4.1.3熔化極氬弧焊的特點182
4.1.4熔化極氬弧焊的應用183
4.2熔化極氬弧焊的焊接材料183
4.2.1保護氣體183
4.2.2焊絲185
4.3熔化極氬弧焊設備199
4.3.1熔化極氬弧焊設備的組成199
4.3.2熔化極氬弧焊設備的選用201
4.4熔化極氬弧焊的熔滴過渡209
4.4.1短路過渡209
4.4.2大滴過渡209
4.4.3噴射過渡210
4.4.4亞射流過渡211
4.4.5脈沖噴射過渡211
4.5熔化極氬弧焊工藝213
4.5.1焊接清理213
4.5.2焊接工藝參數的選擇215
4.5.3鋁及鋁合金熔化極氬弧焊工藝219
4.5.4不銹鋼的熔化極氬弧焊工藝223
4.5.5低碳鋼及低合金鋼的熔化極氬弧焊工藝226
4.5.6紫銅的熔化極氬弧焊工藝228
4.5.7操作技術228
4.5.8［焊接實例］2000mm×12mm×2000mm鋁筒體（L2）的焊接230
第5章新型熔化極氣體保護焊方法及設備233
5.1CMT焊（冷金屬過渡電弧焊）233
5.1.1CMT焊的基本原理233
5.1.2CMT焊的特點及應用234
5.1.3CMT焊設備237
5.1.4CMT焊的焊接實例237
5.2T.I.M.E焊（四元混合氣體熔化極保護焊）240
5.2.1T.I.M.E焊的基本原理及設備240
5.2.2T.I.M.E焊的特點及應用242
5.2.3T.I.M.E焊的焊接實例242
5.3TimeTwinGMAW焊（相位控制的雙絲脈沖GMAW焊）245
5.3.1TimeTwinGMAW焊的基本原理及設備245
5.3.2TimeTwinGMAW焊的特點及應用248
5.3.3TimeTwinGMAW焊的焊接實例248
5.4MIGPA復合焊（熔化極氬弧等離子弧復合焊）250
5.4.1MIGPA復合焊的基本原理250
5.4.2MIGPA復合焊的特點及應用252
5.4.3MIGPA復合焊焊接實例252
5.5激光電弧復合焊255
5.5.1激光電弧復合焊的基本原理255
5.5.2激光電弧復合焊的特點及應用256
5.5.3激光電弧復合焊工藝257
5.5.4激光電弧復合焊應用實例257
第6章熔化極氣體保護焊安全技術260
6.1用電安全260
6.1.1用電安全基礎知識260
6.1.2焊接觸電事故的預防措施263
6.2用氣安全及防爆防火269
6.2.1用氣安全269
6.2.2防火防爆措施270
6.3輻射的危害及防護措施271
6.3.1弧光輻射的危害及防護措施271
6.3.2高頻磁場的輻射及防護272
6.3.3放射性輻射及防護272
6.4焊接煙塵的危害及防護措施273
6.4.1焊接煙塵的危害273
6.4.2焊接煙塵的防護措施274
參考文獻278
書摘/試閱
1.2.6 電弧的熱功率、熱效率系數和功率密度
（1）電弧熱功率
焊接時電弧將電能基本上全部轉變為熱能，因此，電弧的產熱功率Q等于其電功率：
式中，Ia為焊接電流，單位為A；Ua為電弧電壓，單位為V。焊接電弧的產熱功率實際上是三個區域的產熱功率之和。陰極的產熱功率為PK=Ia（Uk—Uw），這部分熱量主要用于加熱陰極；陽極的產熱功率為PA=Ia（UA+UW），這部分熱量主要用于加熱陽極；弧柱區的產熱功率為PC=IaUc，這部分熱量一般不能用來加熱工件和焊絲，大部分通過對流和輻射的形式散失到周圍環境中。電弧熱量在兩個極區的分布主要取決于焊接方法，對于熔化極電弧焊，陰極區的產熱大于陽極區，而非熔化極電弧焊正好相反。
（2）熱效率系數
電弧的熱量并不能全部用來加熱焊絲和工件，通常將實際用來加熱工件的電弧功率稱為有效功率Q0：
式中，η為電弧的熱效率系數，它取決于焊接方法、焊接工藝參數及周圍環境條件。常用電弧焊方法的熱效率系數見表1—1。
埋弧焊由于電弧被埋在焊劑下面，通過輻射和對流損失的熱量小，因此熱效率最高。熔化極氬弧焊時，熔化焊絲的熱量最終通過熔滴過渡傳遞給母材，其熱效率系數較高。而鎢極氬弧焊和等離子弧焊時，加熱鎢極的熱量不能傳遞給工件，因此，其熱效率系數較低。CO2電弧焊飛濺率較大，飛濺顆粒導致的熱損失大，其熱效率系數也較小。
在其他條件不變的情況下，隨著電弧電壓升高，弧長增大，通過對流、輻射等損失的弧柱熱量增加，熱效率系數η降低。
（3）功率密度
電弧是通過一定面積的斑點加熱工件的，單位面積上的有效熱功率稱為功率密度。事實上，加熱斑點上功率密度并不一致，在電弧軸線處最大，從中心到周圍逐漸降低。通常給出的是焊接電弧的平均功率密度。
功率密度影響焊縫成形及焊接質量。功率密度越高，焊縫的深寬比（熔深比熔寬）越大，能量的利用率越高，而焊接變形及熱影響區越小。
常用焊接方法的功率密度見表1—2。
