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第1章 氩弧焊基础知识1

1.1 氩弧焊概述2

1.1.1 GTAW电弧的结构与特性2

1.1.2 氩弧的形成5

1.1.3 气体的电离现象8

1.1.4 气体的保护作用9

1.1.5 电弧的刚度12

1.2 GTAW焊的特点13

1.3 GTAW焊的电源种类与极性14

1.4 手工钨极氩弧焊的基本操作方法16

1.5 熔化极氩弧焊熔滴过渡特性18

1.6 手工钨极氩弧焊的工艺参数及操作过程19

1.6.1 电极19

1.6.2 喷嘴20

1.6.3 焊接速度21

1.6.4 接头形式与焊件结构21

1.7 电弧产生偏吹及稳定措施21

第2章 氩弧焊设备23

2.1 钨极氩弧焊设备的分类及特点24

2.1.1 钨极氩弧焊设备的组成24

2.1.2 钨极氩弧焊设备的特点24

2.2 氩弧焊电源26

2.2.1 交流钨极氩弧焊机26

2.2.2 直流钨极氩弧焊机30

2.2.3 逆变式直流氩弧焊机35

2.2.4 脉冲钨极氩弧焊机39

2.3 手工钨极氩弧焊枪42

2.3.1 焊枪的作用与要求42

2.3.2 焊枪的分类与结构42

2.4 供气系统44

2.4.1 氩气瓶44

2.4.2 减压器44

2.4.3 气体流量计45

2.4.4 电磁气阀45

2.5 水冷系统及送丝机构45

2.5.1 水冷系统45

2.5.2 送丝机构46

2.6 特殊保护装置46

2.6.1 平板对接的正面保护46

2.6.2 平板对接的背面保护47

2.6.3 小直径管子对接的保护48

第3章 氩弧焊填充焊丝49

3.1 氩弧焊用焊丝一般知识50

3.1.1 焊丝的分类51

3.1.2 焊丝的选用原则52

3.2 碳钢和低合金钢焊丝52

3.2.1 实心焊丝牌号53

3.2.2 药芯焊丝牌号53

3.2.3 焊丝的型号53

3.3 不锈钢焊丝59

3.3.1 不锈钢实心焊丝59

3.3.2 不锈钢药芯焊丝61

3.4 有色金属焊丝62

3.4.1 铝及铝合金焊丝62

3.4.2 钛及钛合金焊丝63

3.4.3 镍及镍合金焊丝65

3.4.4 铜及铜合金焊丝65

3.4.5 镁焊丝67

3.5 熔化衬垫67

3.6 焊丝使用注意事项68

第4章 钨极和保护气体71

4.1 钨极72

4.1.1 钨极的型号及特点72

4.1.2 钨极的许用电流和电弧电压74

4.1.3 钨极的形状及制备75

4.1.4 钨极的选用77

4.2 保护气体78

4.2.1 氩气78

4.2.2 氦气79

4.2.3 混合气体80

第5章 焊接坡口、焊前清理及气体保护83

5.1 焊接坡口84

5.1.1 对接接头坡口84

5.1.2 T形接头及坡口85

5.1.3 角接接头及坡口86

5.2 焊前清理86

5.2.1 机械清理法86

5.2.2 化学清理法87

5.3 气体保护91

第6章 焊接工艺参数的选择95

6.1 焊接条件96

6.2 焊丝直径97

6.3 钨极直径和端头形状98

6.4 焊接电流99

6.5 喷嘴直径100

6.6 气体流量101

6.7 焊接速度102

6.8 预热和层间温度102

6.9 焊接顺序103

6.10 喷嘴至工件距离和电弧长度103

6.11 钨极伸出长度104

第7章 基本操作技术入门105

7.1 引弧106

7.1.1 接触短路引弧106

7.1.2 高频高压引弧106

7.1.3 高压脉冲引弧107

7.2 手工GTAW的焊炬握持方法108

7.3 手工GTAW的焊丝握持方法108

7.4 手工GTAW的焊丝送进方式109

7.4.1 连续送丝109

7.4.2 断续送丝110

7.4.3 通用送丝110

7.4.4 焊丝紧贴坡口或钝边填丝法111

7.4.5 送丝操作的注意事项111

7.5 焊炬的移动方法112

7.5.1 左焊法113

7.5.2 右焊法113

7.5.3 焊炬的运动形式113

7.5.4 摇把焊（跳弧法）115

7.6 焊丝的填充位置116

7.6.1 外填丝法116

7.6.2 内填丝法117

7.6.3 依丝法118

7.6.4 焊丝的续进手法119

7.6.5 双面同时焊接法120

7.7 接头和收弧121

7.7.1 接头121

7.7.2 收弧122

第8章 手工GTAW入门操作技能123

8.1 平敷焊124

8.1.1 在不锈钢板上的平敷焊124

8.1.2 在铝板上的平敷焊126

8.2 平对接焊128

8.3 平角焊130

8.4 焊缝接头133

8.5 各种位置焊接操作要领134

8.5.1 平焊（1G）操作要领135

8.5.2 横焊（2G和2R）操作要领136

8.5.3 立焊（3G）操作要领137

8.5.4 仰焊（4G）操作要领138

8.5.5 管子水平固定和45°固定焊（5G和6G）操作要领138

8.6 GTAW打底焊技术140

8.6.1 操作方法140

8.6.2 打底焊工艺142

8.6.3 打底焊注意事项144

8.7 常见焊接缺陷及预防147

第9章 常用金属材料的GTAW焊153

9.1 碳钢154

9.1.1 低碳钢板对接焊的操作要点154

9.1.2 焊接操作工艺155

9.1.3 焊接156

9.2 低合金钢158

9.2.1 低合金高强度钢的焊接159

9.2.2 低合金耐蚀钢的焊接160

9.2.3 低温钢的焊接162

9.3 珠光体耐热钢168

9.3.1 对耐热钢的要求168

9.3.2 铬钼珠光体耐热钢的化学成分170

9.3.3 铬钼珠光体耐热钢的焊接特点170

9.3.4 铬钼中温钢的焊材选择170

9.3.5 铬钼中温钢的焊接工艺要点170

9.4 马氏体耐热钢173

9.4.1 马氏体耐热钢的焊接要点174

9.4.2 马氏体耐热钢的热处理175

第10章 不锈钢的焊接178

10.1 不锈钢的分类及特性178

10.1.1 马氏体不锈钢178

10.1.2 铁素体和半铁素体或半马氏体不锈钢179

10.1.3 奥氏体和奥氏体-铁素体不锈钢181

10.2 奥氏体不锈钢的焊接性182

10.2.1 晶间腐蚀183

10.2.2 刀状腐蚀183

10.2.3 应力腐蚀185

10.2.4 热裂纹186

10.2.5 热脆化187

10.2.6 合金元素烧损188

10.3 奥氏体不锈钢的焊材选用188

10.4 奥氏体不锈钢的焊接工艺189

10.4.1 焊前准备189

10.4.2 焊件组装与定位190

10.4.3 焊接190

10.5 奥氏体不锈钢的焊后热处理193

第11章 铝及铝合金的焊接195

11.1 铝及铝合金材料的分类及牌号196

11.1.1 铝及铝合金材料的分类196

11.1.2 铝及铝合金材料的牌号（代号）表示方法198

11.2 铝及铝合金的性能201

11.2.1 铝及铝合金性能及应用特点201

11.2.2 铝及铝合金的焊接性204

11.3 焊前准备209

11.3.1 接头形式和焊接坡口209

11.3.2 焊前清理210

11.3.3 装配213

11.4 焊接材料213

11.5 手工钨极氩弧焊工艺218

11.5.1 预热218

11.5.2 焊接工艺参数220

11.6 手工钨极氩弧焊基本操作技能226

11.6.1 引弧226

11.6.2 运弧及送丝226

11.6.3 停弧228

11.6.4 熄弧228

11.6.5 定位焊229

11.7 各种位置的焊接229

11.7.1 板件的焊接230

11.7.2 管子的焊接232

第12章 有色金属的GTAW焊235

12.1 镍及镍合金236

12.1.1 镍及镍合金的焊接特点236

12.1.2 镍及镍合金的焊材选用237

12.1.3 镍及镍合金的焊接工艺238

12.2 镁及镁合金239

12.3 铜及铜合金240

12.3.1 铜及铜合金的焊接特点241

12.3.2 紫铜的焊接242

12.3.3 黄铜的焊接245

12.3.4 青铜的焊接247

12.4 钛及钛合金250

12.5 锆及锆合金252

第13章 GTAW应用实例255

13.1 管道安装手工GTAW打底焊256

13.2 15CrMo钢管的全位置GTAW焊260

13.3 苯乙烯蒸气炉管的手工钨极氩弧焊261

13.3.1 HK40与P22钢的焊接性分析261

13.3.2 焊接方法及材料的选择262

13.3.3 焊接工艺评定263

13.3.4 焊工考试265

13.3.5 炉管的现场焊接265

13.4 磷脱氧铜的GTAW焊265

13.4.1 焊接工艺及性能266

13.4.2 焊接缺陷产生原因及防止方法268

13.5 碳钢法兰与紫铜管的氩弧焊270

13.5.1 可焊性分析270

13.5.2 焊接工艺271

13.5.3 焊接接头质量检验273

13.6 不锈钢薄板的GTAW焊273

13.6.1 不锈钢薄板的焊接工艺性分析273

13.6.2 不锈钢薄板的钨极氩弧焊技术要领275

13.6.3 结论278

13.7 纯镍蒸发器的GTAW焊278

13.7.1 蒸发器的材料及结构278

13.7.2 施工现场环境279

13.7.3 焊前准备280

13.7.4 焊接工艺282

13.7.5 焊后检验283

13.7.6 结论283

13.8 Q235钢与TA2钛复合板的氩弧焊284

13.8.1 钢／钛复合板的焊接性能分析284

13.8.2 钢／钛复合板的焊接接头设计285

13.8.3 焊接材料选择286

13.8.4 焊前准备287

13.8.5 焊接287

13.8.6 焊后检验288

13.8.7 结论289

13.9 000Cr26Mol高纯铁素体不锈钢的GTAW焊289

13.9.1 材料的性能分析289

13.9.2 焊接试验291

13.9.3 焊接工艺291

13.9.4 焊缝质量检验要求292

13.9.5 结论294

13.10 在42CrMo钢轴上氩弧堆焊铝青铜294

13.10.1 焊接性分析295

13.10.2 堆焊工艺296

13.10.3 结论298

第14章 焊接质量检验299

14.1 无损检测301

14.1.1 射线检测302

14.1.2 超声检测303

14.1.3 磁粉检测304

14.1.4 渗透检测305

14.1.5 涡流检测307

14.1.6 声发射检测307

14.2 焊接接头的拉伸试验308

14.2.1 焊接接头的拉伸试验（GB 2651）308

14.2.2 焊缝及熔敷金属拉伸试验（GB 2652）309

14.3 焊接接头的弯曲试验（GB 2653）310

14.3.1 弯曲试验的种类310

14.3.2 弯曲试验的试样尺寸311

14.3.3 试验方法313

14.3.4 合格指标314

14.4 焊接接头的冲击试验（GB 2650）314

14.4.1 冲击试验的试样315

14.4.2 冲击试样的截取315

14.4.3 试样的制备317

14.5 焊接接头的硬度试验（GB 2654）317

14.6 焊接接头的耐晶间腐蚀试验318

14.6.1 不锈钢10％（体积分数）草酸浸蚀试验方法（GB 4334.1）318

14.6.2 硫酸-硫酸铜腐蚀试验方法319

14.6.3 硫酸-硫酸铁腐蚀试验方法320

14.6.4 65％硝酸腐蚀试验方法320

14.6.5 硝酸-氢氟酸腐蚀试验方法321

14.7 耐压试验321

14.7.1 水压试验321

14.7.2 气压试验322

第15章 焊工安全技术323

15.1 一般规定324

15.1.1 影响焊接生产安全的危险因素324

15.1.2 影响人体健康的有害因素324

15.1.3 焊割作业是一种特种作业324

15.1.4 焊割作业环境卫生标准325

15.1.5 焊割作业中的一般安全技术326

15.2 焊接安全用电327

15.2.1 电流对人体的危害327

15.2.2 发生焊接触电事故的原因328

15.2.3 预防焊接触电的安全措施329

15.3 氩弧焊安全技术330

15.3.1 预防高频电磁场伤害330

15.3.2 预防放射线伤害331

15.3.3 预防弧光伤害331

15.3.4 预防金属飞溅灼伤333

15.3.5 预防焊接粉尘及有害气体中毒334

15.3.6 预防火灾和爆炸338

15.3.7 气瓶安全使用339

15.3.8 预防噪声伤害341

15.4 检修现场焊割安全作业342

15.4.1 焊割前检查和安全准备342

15.4.2 焊割作业前安全措施342

15.4.3 焊割作业后安全检查344

15.4.4 现场作业“十不焊”344

参考文献346