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【焊接新手課】六大鋼構常用焊接工法

遮護金屬電弧銲接(SMAW)

遮護金屬電弧銲接俗稱手焊/電銲,藉由被覆銲條與母材間產生的電弧為熱源,將銲條與母材熔融,達到接合作用。目前普遍採用被覆電銲條。而被覆電銲條又有什麼分類?我們在【焊接新手課】什麼是遮護金屬電弧銲接(SMAW)?有更詳盡的介紹,這邊就不贅述了。

>>點我看更多:什麼是遮護金屬電弧銲接(SMAW)?

而電銲(SMAW焊接)的設備簡單、實惠且機動性高,地點較不受限制且學習容易,十分適用於普通碳鋼銲件。也是最多小型工程行及DIY使用者最常使用的焊接方式。

氣體遮護金屬電弧銲接(GMAW)

氣體遮護金屬電弧銲接(GMAW=Gas Metal Arc Welding)又俗稱CO2焊接。而CO2焊接是使用實心銲線為電極,由送線馬達連續輸送,自銲槍前端的銲嘴送出,並與母材接觸產生電弧,經由電弧高熱熔融母材及銲線達接合目的。因為 MAG的應用,才使得此銲接方法普遍用於鋼結構的銲接,且為目前使用最多的方法。但因為 GMAW使用時需外加保護氣體,故銲接施作時,容易受到外界空氣流動的影響,因此較不常使用在戶外,需特別注意防風措施。

GMAW 依保護氣體不同,又分為MIG、MAG兩種方法,其中MIG(Metal Inert Gas)採惰性氣體保護,如氬氣或氦氣等。MAG(Metal Active Gas)則含有一定比例以上的活性氣體。GMAW 在碳鋼的銲接應用上,都是採用MAG銲接 。

>>點我更看多:什麼是氣體遮護金屬電弧銲接(GMAW)?

包藥銲線電弧銲接(FCAW)

包藥銲線電弧銲(FCAW)的作業模式,類似氣體遮護金屬電弧銲接(GMAW),均採用連續送線方式,利用電弧高熱將銲線前端熔融形成的熔滴,不斷傳遞至熔池。包藥銲線為管狀,內部填有銲藥,銲藥的作用與遮護金屬電弧銲(SMAW)相似,目前在國內的使用率已遠高於 SMAW及GMAW。

對電弧、熔池、熔滴及銲接金屬的保護方式,分別有無氣遮護式(No Gas)或稱自護式(Self Shield),完全由包在銲線內的銲藥,經電弧高熱燃燒分解所產生的氣體來保護。另有氣遮護式(Gas Shield),除銲藥燃燒所產生的遮護功能外,尚需外加遮護氣體以補充銲藥功能的不足。因有銲藥的燃燒作用,銲後的銲道表面,被一銲渣薄層所覆蓋(較SMAW薄)。作業方式基本上,有手動、機械操作及全自動等三種。

潛弧銲接(SAW)

潛弧銲接(SAW),顧名思義為銲接過程中看不見電弧的銲接方法,此因銲接過程中的電弧、熔融金屬以及母材熔池等,完全被可燒熔的粒狀銲藥覆蓋所致。進行 SAW 銲接作業時,銲線自供線架(送線機)的滾輪連續推送,經銲炬(銲頭的主要部件)內部導管至銲嘴端部送出,與銲槽母材產生電弧,電弧被施加在銲槽上方的銲藥(由裝盛在系統中的漏斗型容器供應)所覆蓋,銲藥與銲線多為同步供應,銲接過程中同時進行除渣及銲藥回收。

SAW 銲接時,金屬的熔填幾乎完全來自銲線。有些銲藥中會添加鐵粉以提高熔填速率,或添加適量的合金元素,來調節銲接金屬中的化學成份及機械性質。被燒熔後的銲藥因比重較小,會浮在銲接金屬表面,凝固後即為銲碴。在銲碴上方尚未燒熔的銲藥,可回收再使用,但需依規定比例與新銲藥混合後才能使用。

電熱熔渣銲接(ESW)

電熱熔渣銲(ESW)又稱電碴銲,不使用電弧熱源。ESW利用銲線對熔融中的熔碴通電,所產生的電阻熱(焦耳熱)熔融銲線本身及母材,以完成接合作業。銲接過程中,熔池完全由熔渣所覆蓋,同時沿銲槽底端逐漸上升,最後將銲槽填滿。

ESW銲接時,銲線從電極導管出來後,觸擊銲槽底部的引弧板或銅擋板產生電弧。通常為了引弧容易,常於槽底放置一團鋼絲絨或少許碎鋼線(cut wire)。電弧熱先將銲藥熔融產生熔渣池,此為起銲階段。當熔池逐漸堆積至相當厚度後,電弧隨即消失,以後的熱源來自於通電之銲線,經過高電阻的熔渣層所產生的電阻熱,持續熔融銲線及銲槽面的母材。電弧消失後的銲接型態則轉變成電阻熱銲接,ESW 雖然提到電阻熱,但是與一般所說的電阻銲之原理不同,故不歸類於電阻銲。而根據銲接設備的不同,有消耗性導管與非消耗性導管兩種型態。

弧植釘銲接 ( SW )

植釘銲(SW)時,電弧產生於金屬螺栓(釘)或金屬棒(一般所稱之植釘)與工件母材間,電弧高熱將接合面加熱至足夠銲接的溫度時,施以適當的壓力,使金屬螺栓或金屬棒與母材相接合,一般適用於碳鋼,不銹鋼及鋁金屬等材料。銲接中不需外加填料金屬,且遮護氣體、銲藥或圍繞在金屬螺栓(棒)外圍的陶瓷環,可視需要選擇使用。銲接過程由電源機供應電源,從控制板設定銲接參數,並傳遞至植釘槍,藉機械動作來完成銲接。