|
|
|
在製造業的快速發展過程中，鋼鐵材料仍然是佔據主導地位的結構材料，是經濟和社會發展重要的物質基礎。中國已經成為世界鋼鐵行業的生產大國和消費大國，粗鋼產量已連續多年超過全球產量的50%。每年約有3億噸的鋼材涉及焊接加工，占全球焊接加工量的50%以上；的焊材產量也已達到世界總產量的60%左右，是世界焊接材料的生產大國和消費大國。目前，的焊接材料生產企業（不含有色焊材企業）約有400家，焊接材料的年產量在400萬噸左右。
為了適應國民經濟高速發展的需要，鋼鐵行業不斷推陳出新，先後開發出了高強、高韌、耐熱、不鏽及具有特殊用途和功能的鋼鐵材料。與此同時，焊接材料的品種也在不斷更新換代，以適應新型鋼鐵材料發展的需要。由於焊接過程的複雜性，在焊材的研發、生產及選用過程中，都遵循著嚴格的技術規範，經過長期生產研究實踐形成了一系列專家經驗和規則。一般來說，焊材選擇需要隨著材料種類及施工環境的差異，依據專家經驗有針對性地選擇合理的焊接材料。然而由於用戶涉及領域極為廣泛，繁雜的選材規則和焊接知識門檻給用戶帶來了很多技術和效率上的困難；焊材種類的複雜性也增加了其宣傳和普及難度，造成了產品推廣上的障礙。隨著鋼鐵材料和焊接材料品種的快速發展，人工選材存在的局限性越來越突出。
鋼鐵材料和焊接材料資料庫的建立，為使用者查詢焊材資訊提供了一個便捷的平臺，同時也為解決焊材選用的經驗依賴性難題提供了新的技術思路和基礎支撐。本書基於材料大資料和模式識別方法，通過對鋼材-焊材之間匹配規律和專家知識進行機器學習並建立演算法模型，實現焊材選用智慧化，可以在很大程度上改變當前焊材選用嚴重依賴經驗的技術應用現狀，大幅降低技術門檻，提高應用效率。
本書主要分為四部分，第一章概述了可焊接結構鋼的類別、主要焊接方法及焊材選配原則、國內外相關資料庫資源，由尹士科、王暢暢、段琳娜參與編寫；第二章介紹了鋼材的AI對照方法及六大類近500個牌號的國內外對照資料，由段琳娜、李灝、蘇航參與編寫；第三章介紹了焊材的AI選配方法及常用焊材選配結果，涉及六大類近2000個牌號的焊材資料，由王暢暢編寫，尹士科、吳樹雄參與審核及修改；第四章介紹了常見焊接材料的化學成分及力學性能，由尹士科匯總編寫。中國鋼研數位化研發中心蘇航教授負責了本書的整體策劃和協調工作；北京鋼研新材科技有限公司為本書的編纂和出版提供了關鍵的技術、人員和費用支撐。
本書是鋼鐵及裝備製造領域大資料選材應用的一次大膽探索和嘗試，對促進數位化技術在傳統行業的應用和發展具有重要意義。文中彙集了大量基於AI匹配技術的選材速查表格，以及與傳統專家經驗的對比資料，希望可以為鋼鐵材料及配套焊材研發、生產、裝備設計選材、採辦、建造等領域的技術和工程人員提供借鑒和參考。
本書的成書過程中，特別感謝吳樹雄先生的悉心指導和大力支持，作為焊接領域的前輩專家，吳先生不僅參與了本書部分章節的編寫，也對焊材選配專家經驗庫的建立提供了許多指導性意見。感謝哈爾濱焊接研究院的陳默高級工程師對本書第四章提供的補充資料。感謝喻萍博士為本書的成型提供了大量的前期資料和重要建議。感謝路勇超博士在焊材資料庫及低合金鋼焊材AI選配方面所做的大量基礎性研究工作。感謝王世宏、陳煥明、閆博偉對本書在編寫和校對過程中給予的幫助。
此外，創新性、探索性的工作難免有風險，本書也難免有疏漏和不足之處，請讀者和專家批評指正。也建議讀者在使用本書相關資料時，對生僻的材料牌號還是應配合必要的試驗驗證。歡迎更多的讀者積極參與到此項工作中來，與我們一起豐富和完善此方向的工作，使之更趨完善。本書相關的最新研究成果可以直接訪問鋼研·新材道網站進行查詢。
編者
第一章 概述 001
第一節 焊接鋼材的類別 001
第二節 鋼材的焊接施工方法 003
一、手工電弧焊 003
二、藥芯焊絲電弧焊 004
三、實心焊絲氣體保護電弧焊 004
四、實心焊絲鎢極惰性氣體保護電弧焊 005
五、埋弧焊 005
六、氣電立焊 005
第三節 鋼材與焊材的配套選用原則 006
一、關於焊接接頭的強度匹配 006
二、關於高強鋼焊縫的韌性問題 008
三、異種鋼焊接時焊接材料選用要點 011
四、關於焊材型號尾碼帶“G”的說明 012
第四節 國內外相關資料庫資源 013
一、國內外鋼鐵材料資料庫的發展 013
二、國內外焊接材料資料庫的發展 014
三、典型資料庫資源詳情 016
第二章 可焊接鋼國內外牌號對照 025
第一節鋼材對照AI方法 025
第二節碳素結構鋼國內外牌號對照 027
第三節低合金高強度鋼國內外牌號對照 041
一、低合金高強度結構鋼 041
二、微合金管線鋼 053
三、船舶及海洋工程用鋼 059
四、鍋爐和壓力容器用鋼 069
五、橋樑用結構鋼 072
第四節低合金及中合金鉻鉬耐熱鋼國內外牌號對照 084
一、高壓鍋爐用無縫鋼管 086
二、石油裂化用無縫鋼管 086
第五節低溫鋼及超低溫鋼國內外牌號對照 100
一、低溫壓力容器用鎳合金鋼板 101
二、低溫管道用大直徑焊接鋼管 103
第六節耐大氣腐蝕及硫化氫腐蝕鋼國內外牌號對照 105
一、耐大氣腐蝕鋼 106
二、鐵道車輛耐大氣腐蝕鋼 115
三、耐硫化氫腐蝕鋼 117
第七節不銹鋼國內外牌號對照 119
第三章 常用鋼種的焊材選配 141
第一節焊材選配原則 141
第二節焊材選配AI方法 142
一、基於型號的焊材選配方法 143
二、基於AI的焊材選配方法 144
第三節碳素結構鋼焊條選配 145
第四節低合金高強度鋼焊條和藥芯焊絲選配 148
一、低合金高強度結構鋼焊條選配 149
二、微合金管線鋼藥芯焊絲選配 160
三、船舶及海洋工程用鋼藥芯焊絲選配 163
四、鍋爐和壓力容器用鋼埋弧焊材選配 168
五、橋樑用結構鋼藥芯焊絲選配 168
第五節低合金及中合金鉻鉬耐熱鋼焊條選配 179
一、高壓鍋爐用無縫鋼管焊條選配 180
二、石油裂化用無縫鋼管焊條選配 180
第六節低溫鋼及超低溫鋼焊條選配 180
一、低溫壓力容器用鎳合金鋼板焊條選配 189
二、低溫管道用大直徑焊接鋼管焊條選配 189
第七節耐大氣腐蝕及硫化氫腐蝕鋼焊材選配 191
一、耐大氣腐蝕結構鋼焊條選配 191
二、鐵道車輛用耐大氣腐蝕鋼焊條選配 192
三、耐硫化氫腐蝕鋼焊條選配 194
第八節不銹鋼焊材選配 195
第四章 焊接材料的化學成分及力學性能 208
第一節碳素結構鋼焊接材料 209
一、碳鋼及微合金鋼焊條 209
二、碳鋼及微合金鋼氣體保護焊用實心焊絲 210
三、碳鋼及微合金鋼鎢極氣體保護焊用填充絲 212
四、碳鋼及微合金鋼氣體保護焊和自保護焊用藥芯焊絲 214
五、碳鋼及微合金鋼埋弧焊用實心焊絲 216
第二節低合金高強度鋼焊接材料 216
一、低合金高強度鋼焊條 216
二、高強鋼氣體保護焊用焊絲和填充絲 223
三、高強鋼氣體保護焊和自保護焊用藥芯焊絲 228
四、埋弧焊用高強鋼實心焊絲 229
第三節低合金及中合金鉻鉬耐熱鋼焊接材料 233
一、鉻鉬耐熱鋼焊條 233
二、氣體保護焊用熱強鋼焊絲和填充絲 235
三、氣體保護焊用熱強鋼藥芯焊絲 241
四、埋弧焊用熱強鋼實心焊絲 242
第四節低溫鋼及超低溫鋼焊接材料 245
一、低溫鋼焊條 245
二、氣體保護焊用低溫鋼焊絲 247
三、鎢極氣體保護焊用低溫鋼填充絲或焊絲 249
第五節耐大氣及其他介質腐蝕低合金鋼焊接材料 250
一、耐大氣及其他介質腐蝕低合金鋼用焊條 250
二、氣體保護焊用耐大氣及其他介質腐蝕低合金鋼焊絲 252
三、鎢極氣體保護焊用耐大氣及其他介質腐蝕低合金鋼填充絲或焊絲 254
第六節不銹鋼焊接材料 255
一、不銹鋼焊條 255
二、氣體保護焊用不銹鋼焊絲 260
三、氣體保護或自保護焊用不銹鋼藥芯焊絲 260
附錄
參考文獻
