本书从焊接过程中的金属加热及温度场、熔池金属的化学冶金及焊接接头的物理冶金各阶段的变化本质，阐述焊接过程的本质。本书主要内容包括焊接热源及熔池形成，焊接化学冶金，焊条、焊丝及焊剂，熔池凝固及焊缝固态相变，焊接缺欠，焊接热影响区，焊接裂纹。目的是为了启发学生独立思考、分析问题及解决问题的工作能力，注意加强学生理论联系实际的训练及试验。

杜则裕，1962年毕业于天津大学机械工程系焊接工艺及设备专业（五年制本科）。现为天津大学材料科学与工程学院教授、博士生导师。1987-1988年在日本大阪大学溶接工学研究所任日本文部省外国人研究员，日本溶接学会会员。长期从事焊接冶金学、焊接材料及金属材料焊接的教学与科研工作。主持及完成国家自然科学基金、国家教委博士点基金等省部级以上科研项目10余项。1978年获全国科学大会奖1项、省部级以上科技进步奖共6项。在靠前外重要期刊发表论文近100篇（多篇被EI、CA等收录）。出版专著12部，其中主编《工程焊接冶金学》《材料连接原理》《材料焊接科学基础》《焊接手册（第2卷）》等。指导博士生11人、硕士生23人、外籍不错访问学者2人。1998年获国务院政府特殊津贴。现为中国石油大学（华东）、中国石油管道焊接中心等单位客座教授。

前言
绪论1
思考题5
章焊接热源及熔池形成6
1.1焊接热源6
1.1.1焊接热源的种类及特征6
1.1.2焊接过程的热效率7
1.1.3焊件加热区的热能分布9
1.2焊接温度场10
1.2.1焊接传热的基本方式11
1.2.2焊接温度场的特征11
1.3焊条熔化及熔池的形成15
1.3.1焊条的加热及熔化15
1.3.2熔池的形成18
思考题21
第2章焊接化学冶金22
2.1焊接化学冶金过程的特点22
2.1.1焊接过程中对金属的保护22
2.1.2焊接化学冶金反应区及其反应条件24
2.1.3焊接工艺条件与化学冶金反应的关系27
2.1.4焊接化学冶金系统及其不平衡性29
2.2气相对金属的作用29
2.2.1焊接区内的气体29
2.2.2氮对金属的作用33
2.2.3氢对金属的作用37
2.2.4氧对金属的作用46
2.3熔渣及其对金属的作用51
2.3.1焊接熔渣51
2.3.2活性熔渣对焊缝金属的氧化57
2.3.3焊缝金属的脱氧60
2.3.4焊缝金属中硫和磷的控制64
2.4合金过渡67
2.4.1合金过渡的目的及方式67
2.4.2合金过渡过程的理论分析68
2.4.3合金过渡系数及其影响因素70
思考题72
第3章焊条、焊丝及焊剂74
3.1焊条75
3.1.1焊条的分类75
3.1.2焊条型号和焊条牌号76
3.1.3焊条的组成81
3.1.4焊条的工艺性能85
3.1.5典型焊条的冶金性能分析91
3.1.6焊条设计的要点98
3.1.7焊条制造的工艺流程100
3.1.8焊条的选用要点102
3.2焊丝103
3.2.1焊丝的分类104
3.2.2实心焊丝104
3.2.3药芯焊丝112
3.3焊剂125
3.3.1焊剂的分类125
3.3.2焊剂型号和焊剂牌号、焊剂技术
要求126
3.3.3焊剂的性能及用途131
思考题135
第4章熔池凝固及焊缝固态相变136
4.1熔池凝固136
4.1.1熔池凝固的特点136
4.1.2熔池结晶的一般规律137
4.1.3熔池结晶的线速度139
4.1.4熔池结晶的形态141
4.1.5焊接接头的化学成分不均匀性143
4.2焊缝固态相变147
4.2.1低碳钢焊缝的固态相变147
4.2.2低合金钢焊缝的固态相变148
4.3焊缝性能的改善156
4.3.1焊缝金属的强化与韧化156
4.3.2改善焊缝性能的工艺措施157
思考题158
第5章焊接缺欠160
5.1焊接缺欠与焊接缺陷160
5.1.1焊接缺欠与焊接缺陷的定义160
5.1.2焊接产品的质量标准161
5.1.3焊接缺欠对焊接接头质量的影响162
5.2焊接缺欠的分类164
5.2.1焊接缺欠的分类方法164
5.2.2熔焊接头的缺欠分类164
5.3焊接缺欠的评级与处理167
5.3.1焊接缺欠的形成原因167
5.3.2焊接缺欠的评级168
5.3.3超标缺欠的返修168
5.4焊缝中的气孔170
5.4.1气孔的类型及分布特征170
5.4.2焊缝中气孔形成的机理172
5.4.3形成气孔的影响因素及防止措施175
5.5焊缝中的夹杂178
思考题179
第6章焊接热影响区180
6.1焊接热循环181
6.1.1焊接热循环的主要参数181
6.1.2焊接热循环主要参数的测试与计算183
6.1.3多层焊热循环193
6.2焊接热循环条件下的金属组织转变特点195
6.2.1焊接加热过程中的组织转变196
6.2.2焊接冷却过程中的组织转变203
6.2.3焊接条件下的连续冷却转变图及其应用205
6.3焊接热影响区的组织和性能209
6.3.1焊接热影响区的组织分布209
6.3.2焊接热影响区的性能215
6.4焊接热、力模拟技术230
6.4.1焊接模拟技术的发展过程及其现状230
6.4.2焊接热模拟试验机的原理及应用232
6.4.3焊接模拟试验方法的局限性233
思考题234
第7章焊接裂纹235
7.1焊接裂纹的危害及分类235
7.1.1焊接裂纹的危害235
7.1.2焊接裂纹的分类236
7.2焊接热裂纹238
7.2.1焊接热裂纹的一般条件238
7.2.2结晶裂纹的主要特征239
7.2.3结晶裂纹的形成机理240
7.2.4影响结晶裂纹的因素及防止措施242
7.3焊接冷裂纹247
7.3.1冷裂纹的危害、特征与分类247
7.3.2冷裂纹的形成机理249
7.3.3防止冷裂纹的措施256
7.4再热裂纹261
7.4.1再热裂纹的主要特征262
……