本书较系统地介绍了特种设备金属材料焊接的工艺和技术，其主要内
容包括：特种设备基本知识，特种设备用金属材料及焊接材料，特种设备
制造常用焊接方法，焊接冶金及焊接接头形式，焊接结构制造质量保证，
焊接应力与变形，焊接安全与保护，焊接缺陷及检验，锅炉焊接，压力容
器焊接，压力管道焊接，起重机械焊接，电梯、客运索道及游乐设施焊
接，场（厂）内专用机动车辆结构焊接等，本书对特种设备如锅炉、压力
容器、压力管道、起重设备、电梯、客运索道、游乐设施焊接和场（厂）
内专用机动车辆等焊接工艺进行了全面系统的介绍，并结合具体实例，介
绍了焊接生产工艺。
本书结合特种设备的实际制造和现场安装的情况，吸取了特种设备焊
接技术理论和实际经验。本书对制造安装企业和检验检测单位具有指导意
义，可供制造安装企业和检验检测单位的工程技术人员、检验员、检验师
及焊接人员等参考，也可作为特种设备金属类焊接作业人员的培训参考
用书。
随着国民经济的快速发展，特种设备已经广泛应用于经济建设和人民生活的各个领域，已成为社会生产和人民生活中不可缺少的生产装备和生活设施。承压类特种设备，如锅炉、压力容器和压力管道，是石化工业装备的重要组成部分；机电类特种设备，如电梯、起重机械，是重要的输送和搬运工具。同时，特种设备在使用过程中具有较大的危险性，因此得到政府和社会的高度关注。设计的内容正确、制造的质量可靠、使用的状态完好是保证特种设备本质安全的关键。在特种设备制造过程中，焊接是非常重要的环节，焊接质量直接决定了产品的可靠性和安全性。随着特种设备行业迈入高质量发展新阶段，为提高特种设备焊接从业人员的素质，保证特种设备焊接质量，特编写本书。
本书是为了提高技术类特种设备的焊接质量，从特种设备本质安全出发，依据特种设备法律、法规、安全技术规范等要求，结合特种设备制造中与焊接有关的问题，由特种设备检验检测、制造和安装等企业的有关专家编写而成。本书对特种设备金属材料焊接及制造安装进行了全面系统的介绍，适合焊工学习、培训之用，也可供特种设备技术人员及安全监察人员参考。
本书由上海市特种设备监督检验技术研究院组编，上海锅炉厂有限公司、上海市安装工程集团有限公司
和森松（江苏） 重工有限公司上海分公司对本书的编写工作提供了强有力的支持。参加编写的人员有：舒文华、薛季爱、薛小龙、顾福明、曹志明、李哲一、龚文、许海翔、陆欢军、徐志会、叶上云、齐叔改、徐峥、杨惠谷，全书由舒文华统稿和审核。
本书的编写工作得到了上海市市场监督管理局有关领导的大力支持，在此表示衷心的感谢！
由于编者水平有限，书中难免会有不当之处，敬请广大读者批评指正。
编者
前言
第一章特种设备基本知识1
第一节锅炉基本知识1
一、锅炉的概念及分类1
二、锅炉的主要参数2
三、锅炉的基本构成3
第二节压力容器基本知识5
一、压力容器的概念及分类5
二、压力容器的主要参数8
三、压力容器的基本构成8
第三节压力管道基本知识9
一、压力管道的概念及分类9
二、压力管道的主要参数11
三、压力管道的基本构成11
第四节起重机械基本知识12
一、起重机械的概念及分类12
二、起重机械的主要参数14
三、起重机械的基本构成15
第五节电梯基本知识17
一、电梯的概念及分类17
二、电梯的主要参数19
三、电梯的基本构成19
第六节客运索道基本知识20
一、客运索道的概念及分类20
二、客运索道的工作原理及适用条件20
三、客运索道的基本构成22
第七节大型游乐设施基本知识22
一、大型游乐设施的概念及分类22
二、大型游乐设施的基本构成23
第八节场（厂）内专用机动车辆基本知识25
一、场（厂）内专用机动车辆的概念及分类25
二、场（厂）内专用机动车辆的主要参数26
三、场（厂）内专用机动车辆的基本构成26
第二章特种设备用金属材料及焊接材料29
第一节金属的晶体结构29
一、晶体的特性29
二、晶格与晶胞29
三、实际金属的晶体结构30
四、合金的晶体结构32
五、金属的结晶32
第二节铁碳合金相图及钢的组织33
一、铁碳合金相图33
二、钢的组织35
三、组织变化36
第三节金属热处理及其主要性能36
一、金属热处理36
二、金属的力学性能37
三、其他性能39
第四节钢的分类及牌号39
一、钢的分类39
二、钢的牌号表示方法40
第五节焊接材料41
一、焊条41
二、焊丝43
三、焊剂47
四、焊带47
五、焊接用气体48
六、电极48
第三章特种设备制造常用焊接方法50
第一节焊接方法及分类50
第二节焊接电源基本概念52
一、焊接电源及电特性52
二、弧焊电源的基本要求54
三、电源的组成及分类55
第三节焊条电弧焊55
一、焊条的选择56
二、焊接参数56
三、焊接操作技术57
四、焊接电源59
五、焊条电弧焊的特点60
第四节钨极氩弧焊61
一、焊接材料选择61
二、焊接参数61
三、焊接电源62
四、钨极氩弧焊的特点62
第五节埋弧焊63
一、焊接材料63
二、焊接参数63
三、焊接电源64
四、埋弧焊的特点65
第六节熔化极气体保护焊65
一、焊材的选择65
二、焊接操作技术66
三、熔滴过渡方式66
四、焊接电源67
五、熔化极气体保护焊的特点68
第七节药芯焊丝电弧焊68
一、焊接形式及焊接参数68
二、焊接电源69
三、药芯焊丝电弧焊的特点69
第八节气焊69
一、气焊材料和焊接参数70
二、气焊的特点71
第九节等离子弧焊71
一、等离子弧分类71
二、等离子弧焊工艺72
三、等离子弧焊的特点72
第十节钎焊72
一、钎焊材料73
二、钎焊接头73
三、钎焊工艺73
四、钎焊接头检验74
五、钎焊的特点75
第四章焊接冶金及焊接接头形式76
第一节焊接化学冶金76
一、焊材熔化76
二、熔滴及其过渡76
三、熔池76
四、熔池金属的保护77
五、焊接化学冶金反应77
第二节气体对焊缝金属的影响77
一、氮对焊缝金属的影响77
二、氢对焊缝金属的影响77
三、氧对焊缝金属的影响78
第三节焊丝、焊剂或药皮对焊缝金属的影响78
一、焊缝金属的脱氧78
二、硫和磷对焊缝金属的影响79
三、合金过渡79
第四节焊缝金属凝固和焊接接头性能80
一、焊缝金属凝固80
二、合金元素对焊缝性能的影响80
三、焊接接头性能81
第五节材料焊接83
一、材料焊接性83
二、低碳钢的焊接84
三、低合金钢的焊接84
四、奥氏体不锈钢的焊接85
五、铝及铝合金的焊接86
第六节焊接接头87
一、焊接接头的形式和特点87
二、焊缝87
三、焊接接头坡口88
第七节焊接符号89
一、焊接方法代号90
二、基本焊缝符号与焊接符号90
三、补充符号92
四、焊缝符号的尺寸及标注93
第五章焊接结构制造质量保证95
第一节制造的质量保证95
一、管理职责95
二、质量保证体系95
三、文件和记录控制96
四、合同控制96
五、设计控制96
六、采购控制97
七、材料控制97
八、工艺控制97
九、焊接、热处理管理控制98
十、检验和试验控制98
十一、不合格品的控制99
十二、人员培训上岗99
十三、计量与设备控制99
十四、持续质量改进100
十五、执行特种设备许可制度100
第二节焊接工艺评定100
一、焊接工艺评定的意义和目的100
二、焊接工艺评定的一般过程101
三、焊接工艺评定的方法102
四、焊接工艺评定的基本变数102
五、焊接工艺评定的试验102
六、焊接工艺评定报告104
第三节承压类特种设备焊接工艺评定106
一、焊接工艺评定规则106
二、焊接工艺评定试验要求109
三、合格标准114
第四节机电类特种设备焊接工艺评定115
一、焊接工艺评定规则116
二、焊接工艺评定试验要求和结果评价117
三、免除评定119
第五节焊接工艺技术文件121
第六节焊工考试125
一、考试内容与方法126
二、考试结果评定129
三、焊工操作考试项目代号129
第六章焊接应力与变形131
第一节焊接应力和变形的基本原理131
一、焊接温度场和影响因素
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