Blog

什麼是潛弧銲接(SAW)?

潛弧焊SAW (=Sub Arc Welding)是透過裸電極並覆以助焊材質的基材間(一般以焊粉做為材料)的電弧加熱金屬。此電弧焊法使用助焊劑提供遮護的連續固態線電極。助焊劑用於在焊接期間穩定電弧，遮護熔池免受大氣污染。此外也用於在冷卻期間包覆並保護焊接點，並可影響焊接組成及其屬性。 

SAW 是最普遍、高效率的自動化的焊接法。自動化系統的電流可為交流電或直流電，電極可為雙線或多重固態線或管線與條線。由於使用顆粒狀助焊劑，加上熔池具流動性，因此此焊接法僅可在平坦或水平方位執行。此電焊法具高熔填率，並可用於焊接較厚的材料。下面就讓我們來看看潛弧銲的工作原理與操作吧！

(影片來源：ADTW learn Youtube)

潛弧焊接(SAW)的特性

適合厚板焊接

• 適用於中厚至厚板的焊接（通常6mm以上），例如鋼板或結構鋼。
• 可進行單道或多道焊接，提供良好的熔深與焊縫品質。

重複性高的焊接作業

• 用於大量生產時，透過機械手臂或焊接拖車實現穩定、高產出率的焊接作業。
• 適合大規模、長直線焊縫，如管道、鋼結構橫樑等。
• 自動化程度高，效率優於手動焊接。

高品質要求的結構件

• 可達到穩定的焊接品質，適合對焊縫要求嚴格的結構。

潛弧焊接(SAW)的優、缺點

常見的應用產業

造船業

• 用於焊接船體大面積厚鋼板，特別是底部或艙壁的長焊縫。
• 提供結構強度和防滲效果。

壓力容器與鍋爐製造

• 焊接厚壁圓筒、接頭等部位。
• 因壓力容器須承受高壓，SAW 提供所需的焊縫強度與密合度。

石化與能源產業

• 管道焊接（尤其是大口徑、長距離輸送用管），如天然氣、石油輸送管。
• 在風電塔筒、核能設施的鋼結構焊接也常見。

重工業與結構鋼工程

• 用於大型建築結構如橋樑、工廠鋼構、塔式起重機等。
• 可承受重載與長期使用環境。

潛弧焊接(SAW)的焊材選用

在潛弧銲接時我們會以「焊線」搭配「焊粉」使用，因潛弧銲本身的電流大、融滲深，其所使用的焊線本身也會較一般的CO2焊接還要粗。而焊粉會影響焊縫金屬的機械性能、抗拉能力及缺陷的發生率與生產效率等。

潛弧銲接的碳鋼焊線

潛弧銲的碳鋼焊線最常見的為七萬噸和八萬噸等級的焊線材料。

潛弧銲接的焊粉

除了「焊線」之外，潛弧銲也需要搭配焊粉使用。依焊粉的製造方式可分為兩大類:

▶️ 熔融型焊粉（Fused Flux）

• 透過高溫熔融後冷卻並粉碎製成。
• 特性：
  • 成分穩定、無分層或分離問題。
  • 重複使用時性能變化小。
  • 缺點是成分調整較困難。

▶️ 燒結型焊粉（Agglomerated Flux 或 Sintered Flux）

• 將原料混合後低溫燒結成顆粒狀。
• 特性：
  • 可精準調整成分（如添加合金元素）。
  • 通常比熔融型更貴。
  • 吸濕性稍高，儲存需注意。

SAW焊粉的功能與作用

1. 保護熔池：
   焊粉在焊接時熔化，形成一層熔渣，阻隔空氣中氧氣、氮氣進入熔池，防止氧化與氮化。
2. 合金化作用：
   焊粉可根據需要添加錳、矽、鉻、鉬等，進一步影響焊縫金屬的力學性質（如強度、韌性、耐蝕性）。
3. 脫氧、淨化：
   某些焊粉內含脫氧劑（如氧化矽、氧化鈣），有助去除熔池內的氧氣與雜質，提高焊縫品質。
4. 穩定電弧：
   焊粉中的某些成分有助於維持穩定電弧，提高焊接過程的穩定性與效率。
5. 形成熔渣保護層：
   冷卻後的熔渣易於清除，同時保護焊縫冷卻時不受外界污染。

常見SAW焊粉類型與應用