【焊接技巧教學】基礎焊接的種類及原理介紹

Welding-type-introduction-principle

焊接是一種使用「熱」與「電」將兩塊金屬連接的過程,而焊接的金屬種類也會影響焊接的結果及技術需求;如同許多專業技能一樣,焊接技術也是有不同的難易等級,本次我們會提出最常見的焊接種類介紹、原理教學及技巧分析。

備註:無論何時、何地在做焊接時,都應該完整穿上合適的安全裝備,包括焊接頭盔、焊接手套、焊接圍裙及適當的衣服。

ㄧ、先了解焊接用的氣體(Shielding gases)

大多的情況下,焊接最常運用在「鋼」,但鋁、銅和其他金屬也可以使用焊接技術進行連結,而不同類型的焊接所要求焊工所使用的保護氣體也不大相同,主要會使用氦氣、氬氣,其原因是以上都為惰性氣體,可以耐極高的溫度而不解離,用來焊接時保護與隔絕空氣用途。

而在有使用惰性氣體焊接,能夠避免焊接物有氧化情況發生,並幫助及確保焊接的金屬在焊接過程中沒有其他污染物,而使得焊接結果更為堅固、安全且擁有更乾淨的外觀。

焊接原理-焊接氣體

二、了解一些專有名詞

在做焊接時,形成要被連接的接縫,稱為「焊縫」。焊縫的兩側在焊接時會受到焊接熱作用,而發生組織和性能變化,這一區域被稱為「熱影響區」。

焊接時因工件材料、焊接材料及焊接電流等的不同,焊接後可能在焊縫和熱影響區產生過熱、脆化、淬硬或軟化現象,也使焊件性能下降、影響焊接性;因此焊接前需要先了解及調整焊接條件,包括在焊接前對焊件介面處進行預熱、焊時保溫和焊後熱處理,都可能改善焊件的焊接品質。

因此,要做出好的焊接及技術,除了要有耐心的練習之外,熟悉各種焊接知識及原理也是相當重要的!

焊接技巧-焊接知識-原理

三、焊接種類

就目前已知的金屬焊接方法及種類就高達50種以上,而通常所有焊接方式大多會分為熔焊、壓焊和釺焊這三大類。

1. 熔焊

熔焊(英文:Fusion welding),又被稱為「融化焊」;顧名思義是一種在焊接過程中,將工件介面加熱到「熔化」的狀態,在不加任何壓力下,直接完成焊接的一種方式;在做熔焊的時候,將熱源使待焊接的兩工件介面處加熱熔化來形成「熔池」,而熔池會隨著熱源向前方移動,最後冷卻形成連續焊縫而將兩工件連接成為一體。

特色:
在進行熔焊的過程中,如果空氣與高溫的熔池直接接觸,空氣中的氧氣就會氧化金屬,與物件合金元素合成;而若是大氣中的氮、水蒸汽等進入熔池,會在之後的冷卻過程中,在焊縫中形成氣孔、夾渣、裂紋等缺陷,影響焊縫的品質。

因此為了提高焊接品質,通常會使用氣體來保護電弧焊,用氬、二氧化碳等氣體來隔絕大氣中的其他元素,以保護焊接時的電弧和熔池率;

又如鋼材在焊接時,在焊條的藥皮中加入對氧親和力大的「鈦鐵粉」進行去氧,就可以保護焊條中的有益元素錳、矽免於氧化而進入熔池,冷卻之後就能獲得優質的焊縫成果。

Fusion-welding

2. 壓焊

壓焊(英文:Pressure welding),顧名思義就是透過壓力,在有加壓的條件下,使兩個工件在本來的固態下,實現其原子之間的結合,因此又被稱為「固態焊接」;而壓焊常用於電阻對焊的壓焊工藝,當電流通過兩工件的連接端時,該處因電阻很大而使得溫度上升,當加熱至「塑性狀態」時,在該軸向壓力作用下連接成為一體。

而不同的壓焊方法,其共同特點是在焊接過程中施加壓力的同時而不加其他填充材料,壓焊方法像是「擴散焊、高頻焊、冷壓焊等」都是沒有熔化的過程就完成焊接的,也沒有如同熔焊般造成有益合金元素燒損,以及有害元素侵入焊縫的問題,從而簡化了整個焊接過程,也改善了焊接上的安全及衛生條件。

另外,由於加熱的溫度比熔焊低,且加熱時間短,因此熱影響的區域也較小,因此許多較難以用熔焊進行焊接的材料,往往可以通過壓焊焊成與母材同等強度的優質接頭。

pressure-welding

3. 釺焊

釺焊,又區分成硬釺焊(英文:Brazing)及軟釺焊(英文:Soldering),是一種運用相當廣和的焊接方式,主要是使用比本身工件熔點還要低的金屬材料作為「釺料」,將工件與釺料加熱到「高於釺料熔點,但低於工件熔點的溫度」,利用該液態釺料潤濕工件,填充兩介面間隙並與工件實現原子間的相互擴散來實現的焊接方式。

brazing-soldering

 


 

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