【焊接新手課】銲材怎麼選？分類法一次學會！

下面我們會再快速地介紹如何用這三個步驟來了解焊材的種類，在開始之前，要先和大家說明本篇文章會以業界最常見的「電弧銲接」來說明，如果您是在尋找雷射、其他焊接形式銲材的朋友們，我們會再後續以其他文章來補充說明唷！本篇文章僅會以電弧銲接來說明唷！那就讓我們趕快開始吧！

第一步：了解焊接工法的類型

如同前面提到的焊接種類有百百種，例如：電弧銲、軟釺焊、雷射焊接、錫銲…等，而一般我們在工業領域中最常見的就是「電弧銲」，而電弧焊在鋼鐵行業中最常見的六種方法：

1. 遮護金屬電弧銲接（SMAW）：也是俗稱的「電銲」、「手焊」。是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。

2. 氣體遮護金屬電弧銲接（GMAW）：俗稱「ＣＯ２焊」，其使用的實心銲線為電極，由送線機連續輸送，自銲嘴送出。藉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。

3. 包藥銲線電弧銲接（FCAW）：其工作原理與ＣＯ２焊接十分相似，主要差異在於包藥焊線使用管狀焊絲，其中裝有粒狀的焊劑。

4. 潛弧銲接（SAW）：沒有俗稱，就叫潛弧焊。由於焊接過程中電弧完全被焊粉所覆蓋，因此得名。以大型的鋼構廠使用較多。

5. 電熱熔渣銲接（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。

6. 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。

不同的焊接方法，對應使用的銲材皆不相同。了解要使用的焊接方法絕對是選購銲材的第一步唷！關於每個焊接方式，我們在 【焊接新手課】六大鋼構焊接工法 有更完整的教學說明，趕快去了解其中的差異吧！

• 【焊接新手課】六大鋼構焊接工法
• 【焊接新手課】什麼是遮護金屬電弧銲接（SMAW）?
• 【焊接新手課】什麼是氣體遮護金屬電弧銲接（GMAW）?
• 【焊接新手課】什麼是包藥銲線電弧銲接（FCAW）?
• 【焊接新手課】什麼是鎢極氣體保護電弧焊接（GTAW、TIG、氬焊）?

第二步：了解母材的種類

了解使用的焊接方式後，就必須知道要銲接的母材，常用的母材大致可分為：碳鋼(黑鐵)、不鏽鋼(白鐵)、低合金鋼、鑄鐵、鋁．．．等材質。以下先幫大家歸納好常用的材質分類：

碳鋼焊條種類

碳鋼是所謂含碳(C)量為0.02%～25%的鐵碳合金，一般的運用上會再添加錳(Mn)、矽(Si)等合金元素。在鋼鐵材料中，我們最常見的便是「軟鋼」、「高張力鋼」這兩種類型。

軟鋼

軟鋼是一種主要由鐵和碳組成的合金，其中碳含量相對較低，通常在0.05％至0.25％之間。低碳含量使軟鋼具有良好的可加工性和變形性，且軟鋼有明顯的屈服點，破壞前有明顯的預兆。最常使用的場景為輕型鋼架並常用於點焊連接的鋼結構中。而在應用上其最大的特點便在於成本相對低廉。

國產品牌的碳鋼電焊條(軟鋼)：

※補充說明：軟鋼銲條怎麼沒有AWS規範？

大家可以看到上表的適用規範中，大家的規範都是以JIS(日本規範)為主，其原因為此軟鋼種在美國並不常使用。而會有這樣的差異，主要在於日本與台灣都是天然物質較為缺乏的海島國家，許多材料皆是依賴國外進口。因此，在許多簡易、輕量型的工程中常會以軟鋼銲條作為焊接使用；但在許多政府工程、大型建設中的焊接標準基本都以使用高張力鋼為最低標準，而其抗拉性、堅固性也都較佳。

高張力鋼

高張力鋼，也稱為高張力低合金鋼（HSLA鋼），是一類具有優越的強度和韌性的金屬合金。它們通常包含少量合金元素，如鉻、鎳、鈦和鋁，以提高其機械性能。高張力鋼的最大特點是在保持相對輕量化的情況下實現高強度。其抗拉強度比軟鋼更強，含有更多的合金成分。而其抗拉強度可分為常見的490N/mm (50kg級/七萬噸 )、590N/mm (60kg級/八萬噸)。作為焊接加工而製造之材料。因為使用高張力鋼可以減少板厚，鋼材重量大幅減輕。為此搬運簡單化，其次板厚減少加工容易，具低成本、易加工等許多好處，因而被廣泛應用於船舶、橋樑、建築、儲槽等結構物。

不鏽鋼焊條種類

鋼液中的鉻(Cr)成分含量 >12%的鋼材稱為不銹鋼，一般商用規格的鉻成分含量為≧11%。當鋼材中鉻含量超過12%時，就會在鋼材表面形成一層氧化鉻的薄膜，可隔絕母材在環境中被侵蝕的狀況。不鏽鋼的分類方法很多，常見的分類法是以組織型態、成分來做分類，而我們介紹的主要為常用於焊接的為沃斯田鐵系不鏽鋼。(此種不鏽鋼的常用於一般工業市場70%的使用場景)

※貼心提醒： 其中如果是同質的兩片母材就較容易分辨要使用的焊材，如需在碳鋼與沃斯田鐵系不銹鋼施焊，則一般多選用含鎳、鉻量高的309焊材施焊。若是選用308或316銲材，則容易產生高溫斷裂，應該要多加避免。

雖然不鏽鋼的種類有百百種，但對於初階學習者我們基本學習了以上這三種便可以處理大部分的焊材選購，而其實許多材料皆是可以互通、涵蓋使用的。如果有遇到更多無法解決的焊接、焊條選用，歡迎直接來電洽詢03-4933355(明昌龍實業有限公司)，我們不只致力於提供全面的焊接商品，也期待為大家提供最佳的焊接解決方案！

低合金鋼種類

低合金鋼係指鐵為主要成分，其餘的合金元素加總≦5%。低合金鋼依成分屬性，可分為耐熱鋼、耐低溫鋼、耐候鋼、高強度用鋼等四大類；如依用途則可分為結構用鋼、工具鋼、特殊性能鋼等三大類。 (資料來源:首銳銲材)

「耐熱用低合金鋼」主要添加：碳(C) 或 鉻(Cr) 或 鉬(Mo) 或 鎢(W) 或釩(V) 或鈮(Nb) 或硼(B) 等元素，在高溫的工作環境下能保持一定的抗拉強度或抗潛變強度或耐腐蝕性能。

「耐低溫用低合金鋼」主要添加：鎳(Ni) 或 微量的鉬(Mo) 或微量的釩(V) 等元素，在低溫的工作環境下能保持一定的衝擊韌性及延性。

「高強度用低合金鋼」主要添加：錳(Mn) 或 鉻(Cr) 或 鉬(Mo) 或 鎳(Ni)等提升強度的元素，廣泛用於鋼結構、工具、模具、軸承等行業。

由於低合金鋼的產品多根據不同產業類別，會有相對要求的功能性。一般這種高技術及特殊要求標準的商品會依據焊接協會規範來去制定，所以這部份我們將再下一章節和大家說明！

認識常見的ASTM鋼材規格

在實際應用中如何快速區分母材？那就一定要認識ASTM (American Society for Testing and Materials)所制定的鋼材標準。ASTM規範涵蓋了鋼材的化學成分、機械性能、加工方法、測試方法以及其他相關的技術要求，下面我們綜合業界常見的鋼材編號與適配的銲材規範，認識這些基本的ASTM編號可以讓我們快速地了解銲材的選用。

ASTM鋼材規格搭配指南

第三步：了解銲材的規範

前面的兩個步驟主要在於沒有規範的限制下，可以簡單快速地判別適用銲材。由於此篇文章主要面向一般的大眾使用者，所以會著重在基本概念的建立。而在一般大型的鋼構工程中，針對銲材採購皆需要遵守相對應的規範。

每個銲材都有其適用的規範，常見的規範種類如 AWS(美國)、JIS(日本)、EN ISO(歐盟)、CNS(台灣)…等。而在台灣最常見的便是美國焊接協會制定的AWS規範。認識規範除了能更佳了解、掌握不同銲材的使用特性，也讓不同品牌之間的銲材能夠更清楚的標準化、規格化。在解決焊接問題時，我們就能有更多元的解決方案及選擇。

最常見的規範：美國焊接協會AWS規範

美國焊接協會制定的AWS規範的應用範圍非常廣，其包含焊接合金成分、焊接知識、焊材規格、適用電流…諸多面向，我們在這會主要介紹銲材規格及其意涵來作簡介：

以天泰銲材的E-10(AWS規範：A5.1 E6019)碳鋼被覆銲條舉例：

A5.1：此為規範的銲條類別，A5.1所規範的族群為碳鋼、50kg級高張力鋼的SMAW電焊條

E：即為「電極」(electrode)；亦表示以電焊條作為的載體

60：是指60ksi(磅/平方英尺)，代表其抗拉強度的最小要求。

※補充說明：一般業界常說的「7萬磅」、「8萬磅」在這邊就會標示的70和80。像是TL-50的規範標準為 AWS E7016，而這款銲材便適用「7萬磅」抗拉強度的焊接材料。

1：代表其可焊接姿勢，「1」便代表適用全位置焊接。

9：代表「被覆藥皮種類」，而「9」代表的為鈦鐵礦系。

以廣泰銲材的KS-308L不鏽鋼電焊條(AWS相當規格：A5.4 E308L-16)舉例：

A5.4：代表為不鏽鋼的SMAW電焊條

E: 代表為「電極」(electrode)

308:代表焊材的不鏽鋼合金

L:代表「低碳」，與高碳(H)相反

16:代表焊條的藥性分類，而16在台灣最為常見

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