本書針對焊接變形原理、焊接變形計算、焊接變形控制方法、焊接變形控制工程實例及焊接變形控制與檢測裝備等方面內容進行了系統(tǒng)的介紹，提供了從理論到實踐方案的總體思路，為廣大讀者提供了全新的視角體驗。
作為工業(yè)產品制造的主要連接方法，焊接技術是決定制造效率、品質及質量水平的關鍵技術，其復雜性表現(xiàn)為電弧物理特性、材料冶金、熱力學、結構力學及電力電子等多項技術相互關聯(lián)、相互交叉，多因素隨機控制，焊接技術水平代表了國家材料制備、裝備制造的水平。
焊接技術的進步伴隨、見證著我國工業(yè)建設的進步。經過多年大量的生產、科研實踐，引進技術的不斷消化、吸收，我國在焊接裝備、焊接工藝、焊接質量檢測、焊接標準、焊接生產管理及重大工業(yè)產品焊接制造等方面取得了重大進步，建成多個具有標志性的國家重大工程。
電子束焊、激光焊接等高密度焊接方法窄而深的焊縫形式使焊接變形更具復雜化，在某些條件下甚至放大焊接變形。攪拌摩擦焊厚板焊接或接頭設計不合理時，也容易產生較大的焊接變形。隨著重大工程對焊接服役結構可靠性要求的提高，對應力及疲勞、耐應力腐蝕等要求逐漸提高，焊接變形與其存在復雜關系，在控制焊接變形中采取的工藝措施、方法、材料等不可避免地影響工業(yè)結構服役品質。
本書系統(tǒng)集合了造船、航洋工程、航空、航天、核工業(yè)、石油化工、兵器、發(fā)電設備及傳輸、軌道車輛和汽車等關系國計民生重大行業(yè)焊接變形的控制實例。編寫過程中得到了全國重要行業(yè)專家的大力支持，例如廣州黃埔造船廠、中國電子科技集團公司第三十八研究所、上海航天八院、哈爾濱工業(yè)大學、北京航空制造工程研究所、哈爾濱電機廠有限責任公司、中車長春軌道客車股份有限公司和核工業(yè)系統(tǒng)等單位的技術人員，在此表示感謝。焊接變形控制實例23個，涵蓋了工程機械、高強裝甲鋁合金炮塔、航空發(fā)動機整體葉盤、鈦合金深潛器、空空導彈彈體、中俄管道、KM6工程、載人飛船、汽車運輸船和高速列車車身等典型實際工程。
目前，大學研究集中在“理論、方法”上，本科階段缺少焊接標準、實際工程案例的講授，與實際工業(yè)需求較為脫節(jié)，焊接職業(yè)教育需要大力發(fā)展，學生理論聯(lián)系實際有待提高。因此本書從焊接接頭設計、焊接結構設計、焊接工藝設計、焊接施工和生產管理等新角度，闡述焊接變形控制、焊接變形控制方案制定、焊接變形基本裝備等，以及焊接變形調控措施不當對產品帶來的性能損失，為工程師、新畢業(yè)學生提供全新視角。
前言目前，國產重要焊接裝備、關鍵高端焊接材料等仍存在差距，在研發(fā)機制、社會引導，在焊接人才的培養(yǎng)方式上可以提升。本書編寫從工程實際、實踐操作的視角出發(fā)，在規(guī)律上凝結理論，不僅重視焊接變形的控制消除，更重要的是指導讀者如何分析問題、解決問題，與社會生產實際直接聯(lián)系，引導方向。因此，本書的編寫也希望為科技攻關方式、工業(yè)發(fā)展需求，產學研結合、焊接工程師及人才培養(yǎng)等方面提供借鑒。
謹以此書向錢祖尼、田錫唐、關橋、鐘國柱和吳林等在我國焊接變形控制技術做出歷史貢獻的前輩致敬！
祝我國的焊接事業(yè)越來越好！
編者
2022年10月8日
序
前言
第1章焊接變形
1.1焊接變形原理
1.1.1焊接溫度場
1.1.2溫度場的表征
1.1.3焊接熔池與焊接溫度場的交互作用
1.1.4移動熱源塑性區(qū)和局部應力應變循環(huán)
1.1.5焊接溫度場控制
1.2熱傳導方程及數學基礎
1.2.1熱傳導方程
1.2.2數學基礎
1.3加熱時的結構變形特點
1.3.1平板點加熱時的變形
1.3.2沿結構中性軸加熱時的變形
1.3.3在非結構中性軸上加熱時的變形
1.3.4角變形的變形特征
1.3.5角變形和擠壓引起的波浪變形
1.4焊接殘余變形的種類及形式
1.5影響焊接殘余變形因素
1.5.1焊縫在結構中的位置
1.5.2焊接結構的剛性
1.5.3焊接結構的裝配與焊接順序
1.5.4其他因素
第2章焊接變形解析計算
2.1板條焊接變形及應力計算模型
2.1.1板條加熱時變形和應力的計算
2.1.2板條冷卻時變形和應力的計算
2.1.3平板對接殘余應力的分布
2.2剛性裝夾對焊接變形的影響
2.3單層對接焊變形計算
2.4約束對單層對接焊變形影響
2.5對接接頭多層焊時的變形
2.6角接接頭的變形計算
目錄第3章焊接變形有限元計算
3.1有限元計算方法
3.1.1偏微分方程及其求解
3.1.2有限元法的基本思路
3.1.3有限元法的數學基礎——降維
3.1.4如何獲得“弱形式”的解
3.1.5二維、三維有限元計算
3.2焊接變形有限元計算流程
3.2.1常見焊接變形計算軟件
3.2.2術語及定義
3.2.3焊接變形計算工作流程
3.2.4焊接變形有限元計算關鍵技術
3.3焊接變形有限元計算實例
3.3.1焊工考試管板接頭焊接仿真計算
3.3.2車體長型材焊接變形計算分析報告
3.3.3焊接變形計算操作實例
3.3.4“篩板骨架總成”焊接模擬報告
第4章焊接變形控制方法
4.1從焊縫壓縮塑性應變角度控制焊接變形
4.1.1焊前變形控制方法
4.1.2焊中變形控制方法
4.1.3焊后變形控制方法
4.2從焊接結構設計角度減小焊接變形
4.2.1焊接對稱性設計原則
4.2.2模塊化設計原則
4.3從焊接工藝選擇減小焊接變形
4.3.1焊接工藝設計
4.3.2焊接接頭設計
4.3.3焊接工藝方法選擇
4.3.4焊接結構的合理設計
4.4從焊接生產角度減小焊接變形
4.4.1工裝技術
4.4.2技術管理和生產管理
4.4.3下料工藝
4.4.4調整焊接順序
4.4.5生產中的火焰矯正工藝
第5章焊接變形控制實例
5.1汽車滾裝船焊接變形控制
5.1.1汽車滾裝船結構特點
5.1.2焊接變形原因分析
5.1.3焊接變形控制
5.1.4焊接變形控制效果
5.2輪式裝載機前車架焊接變形控制
5.2.1產品結構及焊接變形分析
5.2.2焊接變形原因分析
5.2.3前車架焊接變形控制措施
5.2.4焊接變形控制效果
5.3混流式水輪機葉片焊接變形控制
5.3.1產品結構
5.3.2焊接變形控制措施
5.4高速列車長大型材焊接變形控制
5.4.1產品結構
5.4.2長大擠壓型材焊接變形控制
5.4.3焊接變形控制關鍵技術點
5.5采取振動時效降低焊接變形
5.5.1振動時效技術簡介
5.5.2振動時效技術的應用
5.5.3振動時效技術應用實例
5.6龍門式起重機焊接變形控制
5.6.1龍門式起重機頂板結構
5.6.2龍門式起重機頂板焊接變形的有限元計算
5.6.3焊接變形優(yōu)方案確定
5.7通過優(yōu)化焊接工藝降低焊接變形實例
5.7.1焊道布置設計
5.7.2焊縫金屬填充量控制
5.7.3保護氣體選擇
5.8球罐結構焊后熱處理焊接變形控制
5.8.1高速噴嘴內燃法簡介
5.8.2焊后整體熱處理工程實例
5.9TC4整體葉盤結構焊接變形控制
5.9.1整體葉盤結構
5.9.2整體葉盤焊接變形趨勢
5.9.3變形控制措施
5.9.4變形控制效果
5.10高強鋁合金炮塔焊接變形控制
5.10.1產品特點分析
5.10.2焊接變形控制措施
5.10.3焊接變形控制效果
5.11鋼箱梁橋焊接變形控制
5.11.1鋼箱梁結構特點
5.11.2變形原因分析
5.11.3變形控制措施
5.11.4焊接變形控制效果
5.12石油管道焊接變形控制
5.12.1靈活仿形制備坡口
5.12.2自動內焊設備
5.12.3自動外焊設備
5.13鈦合金框架及耐壓艙焊接變形控制
5.13.14500m載人深潛器鈦合金框架焊接變形控制
5.13.2“蛟龍”號鈦合金載人耐壓艙焊接變形控制
5.14某導彈鈦合金薄壁構件焊接變形控制
5.14.1某導彈主承力艙體結構特點
5.14.2焊接變形控制措施
5.14.3變形控制效果
5.15地鐵車輛焊接變形控制
5.15.1焊接工藝
5.15.2變形控制措施
5.15.3變形控制效果
5.16飛機成形模具——復合材料Invar鋼模具焊接變形控制
5.16.1產品特點
5.16.2變形控制措施
5.16.3變形控制效果
5.17核電站機組不銹鋼管道焊接變形控制
5.17.1奧氏體型不銹鋼特點
5.17.2焊接變形控制措施
5.17.3焊接變形控制效果
5.18不銹鋼刮板冷凝器焊接變形控制
5.18.1產品結構及變形特點
5.18.2焊接變形控制措施
5.18.3焊接變形控制效果
5.19KM6真空容器12m法蘭焊接變形控制
5.19.1KM6真空容器制造技術難點
5.19.2變形控制
5.19.3焊接變形控制效果
5.20輸電塔焊接變形控制
5.21隨焊焊接變形控制
5.21.1船舶行業(yè)隨焊焊接變形控制實例
5.21.2航天及國防裝備隨焊焊接變形控制實例
第6章焊接變形控制常用裝備
6.1焊接變形測量技術及裝備
6.1.1變形測量工具、量具
6.1.2變形三維檢測
6.1.3溫度檢測
6.2焊接變形控制技術及裝備
6.2.1預拉
書單推薦
