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第1章 钢结构概述1

1.1 钢结构的特点和类型1

1.1.1 钢结构的特点1

1.1.2 钢结构的类型2

1.2 钢结构的发展与应用5

1.2.1 钢结构的发展5

1.2.2 钢结构的应用7

1.3 钢结构的材料7

1.3.1 钢结构对材料的要求7

1.3.2 钢结构的破坏形式8

1.3.3 钢结构材料的力学性能13

1.3.4 影响钢材主要性能的因素15

1.3.5 钢结构用钢材的分类18

1.3.6 选择钢材的原则20

第2章 焊接应力与钢结构的变形22

2.1 焊接应力与变形22

2.1.1 应力与变形的概念22

2.1.2 变形23

2.1.3 研究焊接应力与变形的基本假定23

2.2 焊接应力与变形产生的原因24

2.2.1 简单杆件受热的应力和变形24

2.2.2 长板条不均匀受热时的应力和变形25

2.3 焊接残余应力及分布27

2.3.1 焊接残余应力27

2.3.2 残余应力对结构的影响31

2.3.3 焊接变形及其对钢结构的影响33

2.4 消除焊接残余应力的方法33

2.4.1 热处理33

2.4.2 锤击法34

2.4.3 振动消除法34

2.5 常见的变形及产生原因35

2.5.1 焊接变形35

2.5.2 原材料的变形41

2.5.3 其他加工过程产生的变形42

2.6 防止和减少变形的措施42

2.6.1 从设计方面考虑防止变形42

2.6.2 制定合理的工艺措施44

2.6.3 加工中防止变形48

2.7 钢桥对变形的要求50

2.8 焊接变形的矫正51

2.8.1 冷加工矫正52

2.8.2 火焰矫正法52

2.8.3 火焰矫正对钢结构承载能力的影响54

第3章 焊接接头形式及静载强度的计算55

3.1 焊接接头的基本类型55

3.1.1 常用接头类型56

3.1.2 电弧焊接头与焊缝57

3.1.3 焊接接头的力学性能检验58

3.2 常用手弧焊接头应力分布61

3.2.1 焊接接头的应力集中概念61

3.2.2 电弧焊对接接头的应力分布61

3.2.3 搭接接头的应力分布62

3.2.4 T形（十字形）接头的应力分布64

3.3 点焊接头的应力分布65

3.4 焊接接头的选择与静载强度计算66

3.4.1 工作焊缝和联系焊缝66

3.4.2 焊接接头的设计与选择67

3.4.3 焊缝的符号69

3.4.4 焊接接头的静载强度计算73

3.5 焊接接头的疲劳断裂77

3.5.1 疲劳断裂特征78

3.5.2 疲劳断口的宏观和微观形貌78

3.5.3 疲劳裂纹的萌生和扩展机理80

3.5.4 影响焊接接头疲劳强度的因素83

3.5.5 提高疲劳强度的措施85

3.6 脆性断裂86

3.6.1 脆性断口宏观形貌特征86

3.6.2 脆性断口微观形貌特征87

3.6.3 影响脆性断裂的原因88

3.6.4 防止脆性断裂的措施90

第4章 钢结构焊接生产工艺92

4.1 钢结构加工工艺基本知识92

4.2 钢结构焊接工艺审查94

4.2.1 产品结构工艺性审查的一般要求和任务94

4.2.2 工艺性审查的内容94

4.2.3 工艺性审查的方式和程序99

4.3 焊接生产工艺方案设计99

4.3.1 工艺分析和编制工艺方案的原则99

4.3.2 工艺分析的依据和内容99

4.3.3 工艺方案设计的程序100

4.4 钢结构焊接加工工艺规程100

4.4.1 焊接工艺规程的内容100

4.4.2 工艺规程的类型和工艺规程文件101

4.4.3 设计工艺规程的基本要求101

4.4.4 设计工艺规程的主要依据和审批程序104

4.5 钢结构的焊接工艺评定104

4.5.1 焊接工艺评定的程序104

4.5.2 焊接工艺评定的规则105

4.5.3 焊接工艺评定试验107

4.5.4 焊接工艺评定报告107

第5章 钢结构零件备料加工工艺109

5.1 型材的矫正109

5.1.1 型材变形的原因109

5.1.2 矫正原理109

5.1.3 型材的矫正方法110

5.2 材料的预处理112

5.2.1 机械除锈法112

5.2.2 化学除锈法113

5.3 加工前的准备113

5.3.1 钢结构施工图113

5.3.2 划线114

5.3.3 放样115

5.3.4 样板与样杆120

5.4 号料121

5.4.1 号料的方法121

5.4.2 材料的合理利用122

5.5 下料123

5.5.1 剪切123

5.5.2 冲裁125

5.5.3 热切割128

5.5.4 等离子弧切割131

5.5.5 激光切割132

5.6 坯料的边缘加工133

5.7 弯曲134

5.7.1 弯曲的基本原理及弯曲过程134

5.7.2 折弯设备及弯模136

5.7.3 卷弯138

5.8 压制成形146

5.8.1 拉延146

5.8.2 旋压149

5.8.3 爆炸成形150

5.8.4 缩口、缩颈、扩口成形150

5.9 储气罐封头、筒体备料举例152

5.9.1 封头备料152

5.9.2 筒体备料153

第6章 钢结构的装配155

6.1 钢结构的装配155

6.1.1 装配的基本条件155

6.1.2 装配基准的选择155

6.1.3 零件的定位原理及定位焊156

6.1.4 装配中的测量158

6.2 装配用工具与设备160

6.2.1 装配中常用的工具160

6.2.2 装配中常用的设备160

6.2.3 钢结构的装配162

6.2.4 装配方法的选择164

6.3 典型焊接结构的装配166

6.3.1 钢板的拼接166

6.3.2 框架柱的装配166

6.3.3 梁的拼接168

6.3.4 屋架结构的装配169

6.3.5 容器的装配170

6.3.6 机架结构的装配171

6.4 钢结构的焊接工艺参数选择172

6.4.1 焊接工艺参数的内容和制定原则172

6.4.2 焊接方法的选择172

6.4.3 焊接工艺参数的选定173

6.4.4 确定合理的焊接热参数173

第7章 钢结构装配—焊接用机械装备176

7.1 概述176

7.1.1 装配—焊接机械装备在焊接中的作用176

7.1.2 装配—焊接机械装备的分类177

7.1.3 装配—焊接机械装备的设计177

7.1.4 装配—焊接机械的选用178

7.2 装配—焊接夹具179

7.2.1 概述179

7.2.2 加工定位181

7.2.3 装配—焊接夹紧机构184

7.3 装配—焊接中的变位机械202

7.3.1 焊件变位机械202

7.3.2 焊接滚轮架205

7.3.3 焊接翻转机208

7.3.4 焊接回转台210

7.3.5 焊机变位机械211

7.3.6 焊工升降台217

7.4 焊接机器人219

7.4.1 焊接机器人的发展概论219

7.4.2 焊接机器人的分类220

7.4.3 焊接机器人的系统组成222

第8章 典型钢结构生产工艺223

8.1 压力容器的生产工艺223

8.1.1 压力容器基础知识223

8.1.2 压力容器焊缝规定225

8.1.3 压力容器焊接接头的设计要求226

8.1.4 HG410/100锅炉汽包容器工艺229

8.2 起重机械239

8.2.1 桥式起重机的生产工艺239

8.2.2 桁架起重机的生产工艺245

8.2.3 塔式起重机的生产工艺246

8.3 混凝土搅拌机的生产工艺251

8.3.1 JS1000双卧轴强制式搅拌机的基本构造251

8.3.2 JS1000双卧轴强制式搅拌机的生产工艺251

8.4 建筑用钢结构生产工艺256

8.4.1 建筑用钢结构生产工艺256

8.4.2 金属网架生产工艺263

8.4.3 轻型钢结构生产工艺273

8.4.4 钢结构箱形柱焊接生产277

8.5 船体生产工艺过程280

8.5.1 船舶分类与组成280

8.5.2 船体焊接生产281

8.6 国家体育场“鸟巢”简介283

第9章 钢结构的焊接生产安全285

9.1 备料及成形加工过程中的安全技术285

9.1.1 备料的安全技术285

9.1.2 成形加工中的安全技术285

9.2 装配中的安全技术286

9.3 钢结构焊接生产中的安全用电286

9.3.1 焊接用电特点286

9.3.2 电流对人体的危害287

9.3.3 发生触电事故的原因287

9.3.4 防护措施288

9.3.5 触电急救291

9.4 焊接生产中的卫生与防护291

9.4.1 焊接生产中有害因素来源和危害292

9.4.2 焊接卫生防护措施298

参考文献304