co2焊接教材Word格式.docx
《co2焊接教材Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《co2焊接教材Word格式.docx（81页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
第七章瞭解氣體特性與火焰調整47
引言47
定義47
一、銲切用氣體的種類及特性47
二、氣體火焰的種類：
49
三、使用氣體火焰工作之周邊安全50
第八章使用半自動電銲機52
引言52
定義52
一、半自動銲接原理52
二、半自動銲接之分類52
三、半自動銲接用途53
四、影響銲接結果的主要參數58
第九章碳鋼平銲基本銲道62
引言62
定義62
一、銲接參數條件與各種銲接現象的關係63
二、起銲（引弧）操作63
三、收熔坑處理64
四、接頭要領64
五、銲接條件之調整64
六、運棒（行）方法67
第一章瞭解銲接術語
引言
銲接術語是一般從事電銲工作者最基本及必須了解的課程，俗話說「工欲
善其事，必先利其器」，也就是說明當我們學習銲接技術時，必須先瞭解其銲
接術語，期能幫助初學者進入銲接領域。
本學習課程主要是以最簡明、扼要的
文字或圖解，來說明銲接術語的意義。
定義
銲接術語：
將銲接工業界常用之專用術語，用白話文或圖解說明其涵意。
茲將銲接工程常用之銲接術語，以分類解釋或圖解，而本教材資料節錄於中國國家標準CNS12831，Z7211。
若有關電阻銲、硬銲、軟銲、氣銲、噴銲、特殊銲接、切割及安全衛生方面專用名詞，也請由上述資料查詢。
一般共同性之銲接術語介紹如下：
一、共通部份
銲接術語
英文名稱
說明
銲道
Weld,WeldZone
包含銲接金屬及熱影響區之總稱
熱影響區
HeatAffectedZone
（HAZ）
由於銲接、切割等熱量的影響，母材之金相組織、冶金特性及機械性質等已改變但未熔融之區域，如圖1所示。
圖1銲道剖面圖
熔填金屬
DepositedMetal
銲接作業中所熔入銲道之填料金屬。
銲接金屬
WeldMetal
銲接過程中金屬熔融並凝固的區域，為銲道的一部份。
對應於電阻銲接即為”銲核”。
熔融區
FusionZone
由銲道橫截面所定出之熔融母材區域，如圖1所示。
熔融線
FusionLine
銲道金屬與母材的交線，如圖1所示。
熔融面
FusionFace,Weld
Interface,Weld
Junction
銲接金屬與母材的交界面，亦即熔融線沿銲道縱向所形成的面。
銲接用變壓器
WeldingTransformer
供應電銲所需低電壓大電流所使用的變壓器。
熔池
MoltenPool,
WeldPool,
MoltenWeldPool
銲接作業中尚未凝固成銲接金屬之熔融區。
母材
BaseMaterial（Metal）
被銲接或切割的材料。
銲接材料
WeldingMaterial,
Welding
Consumables
用於銲接之消耗性材，如被覆銲條、銲藥、銲線、保護氣體等之總稱。
填料金屬
FillerMaterial,
FillerMetal
銲接作業（包含硬銲、軟銲及表面銲接等）中所填加的金屬（材料）。
銲藥
Flux
在銲接、硬銲或軟銲中，為了保護母材及去除母材或填料金屬的有害物質如氧化物等，或為了精煉銲接金屬所使用的材料。
其形式以粉狀、粒狀為主，膏狀及液狀銲藥多用於硬銲、軟銲。
電漿電弧
PlasmaArc,
TransferredArc,
Non-transferredAr
機械式或電氣式集束成電漿柱，用以產生高密度能量之電弧。
電漿電弧包括產生在電極與母材之間的傳導式電弧及產生在銲炬內電極與噴嘴之間的非傳導式電弧。
消耗性導管
Consumable（Wire）
Guide,Consumable
Nozzle
用以供應電流及引導銲線銲接且因熔融而變成銲接金屬一部份之金屬導管。
使用率
DutyCycle
在某一測定時間內（通常為10分鐘）銲機在額定負載下測試，不致發生過熱現象的最長時間與測試時間的
比值，常以百分率（%）表示：
ID：
額定負載Ta：
實際負載時之使用率（%）
Ia：
實際負載TD：
額定負載時之使用率（%）
銲接程序
WeldingProcedure
製造銲件有關的加工方法和施銲規定，包括銲前準備、材料選用、銲接方法及銲接參數選定、操作規定等。
銲接程序規範
WPS,Welding
Procedure
Specification
為銲接施工所依據的書面文件，內容涵蓋所有的銲接參數及應注意事項；
銲工及銲接操作人員據以施銲可確保銲接品質之一致性。
又稱銲接程序規範。
銲接
利用熱或壓力將材料接合成一體之作業，不論是否加
入填料金屬均包含在內，亦應用於表面銲接（Surfacing）。
銲接方法
WeldingProcess,
WeldingMethod
即一般所稱的銲接製程，包含有無施壓、有無填料金屬及母材有無熔融之各種銲接。
熔融銲接
FusionWelding
將母材在熔融狀態下接合之銲接方法總稱。
氣體銲接
GasWelding,
OxyfuelGasWelding
利用可燃氣體火焰之熱能所進行之銲接，簡稱氣銲。
備考：
氣體火焰主要使用氧乙炔焰，但也有使用氬氧焰或其他氣體火焰者。
銲接時可使用氣體銲接專用填料金屬。
電弧銲接
ArcWelding
使母材與銲條或電極間發生電弧，利用其熱量來接合或填補母材的銲接方法總稱。
此種銲接可使用填料金屬，以及可由外部添加遮護氣體。
銲接電流為交流電時稱為交流電弧銲接，直流電時稱為直流電弧銲接。
電熱熔渣銲接
ElectroslagWelding
（ESW）
銲接中將熔渣與熔融金屬圍住使無法流出銲道，利用熔渣之電阻熱來熔融銲線及母材，並且連續供應銲線至熔渣池中，使銲接金屬持續堆積上來的銲接方法；
簡稱電渣銲。
機器化銲接
MechanizedWelding
將工件或銲接設備之供應、夾持、推進、旋轉、轉向、釋放及卸下等操作製造予以動力化及自動化所進行之銲接。
電子束銲接
ElectronBeam
Welding（EBW）
加速真空中的電子以得到高速電子束，並以聚焦線圈將其集中而得到高能量密度，利用其發射至母材時的衝擊熱能來銲接之方法。
在各種熱源中，由於其能量密度極大，因此可以進行高速銲接且由於熱影響區之寬度窄，應變相對也少，常被使用於機械零件的組裝銲接，其設備如圖2所示。
雷射銲接
LaserBeamWelding
（LBW）
利用具有高能量密度之雷射光束所進行之銲接方
法，有二氧化碳雷射銲接、Nd:
YAG雷射銲接及其它雷射銲接等。
二氧化碳雷射銲接
二氧化碳雷射銲
接
屬雷射銲接之一種，以二氧化碳為主要雷射介質，利用波長為10.6微米的紅外光雷射進行銲接，其設備如圖3所示。
Nd:
YAG雷射
銲接
YAGLaser
雷射銲接之一種，以摻釹（Neodymium）之釔-鋁-石榴石（Yttrium-Aluminum-Garnet）作業雷射介質，利用波長1.06微米的紅外光雷射進行銲接。
圖2電子束銲機全貌
圖3二氧化碳雷射銲機全貌
表1各種不同銲接方法之比較
二、銲接用機器
引擎驅動式銲機
EngineDrivenArc
WeldingMachine,
EngineDriven
WeldingSet
由引擎發電供應電流的銲接設備。
變頻式銲接
電源機
InverterControlled
ArcWeldingPower
Source
利用變頻器控制輸出方式的電弧銲接電機。
（變頻器為可將工業用交流電源轉換成不同頻率的交流電源）
電擊防止裝置
VoltageReducing
Device
為避免作業人員受到感電傷害而將銲機二次端電壓（開路電壓）在起弧前予以降壓的設備。
銲接轉臺
WeldingPositioner
屬於一種工作台，可將銲件固定在台上並可自由旋轉使銲件的每一銲道都可被轉至最容易施工的位置。
送線機
WireFeeder
能自動輸送銲線的設備。
銲把
ElectrodeHolder
遮護金屬電弧銲接使用的工具，能夾持銲條及傳導電流使銲接施工時電弧能夠持續，又稱手把。
電弧銲接用銲槍
ArcWeldingGun
能將電流傳遞至連續輸送出之消耗性電極（銲線），導引銲線電極及遮護氣體的工具，可應用於自動或半自動銲接。
半自動電弧銲接
用銲槍
Semi-automaticArc
WeldingTorch
手工操作之電弧銲接工具，能傳送電流及遮護氣體，電弧銲接時銲線藉此工具自動送出。
銲嘴／接觸管
ContactTube,
ContactTip,Tip
傳遞銲接電流至連續輸送的銲線電極並且導引銲線送出之中空柱形導體。
銲線捲
Spool
為填料金屬的包裝方式，由長度連續的銲線成圈纏繞在由合成塑膠、硬紙板或鋼材製成之捲線筒上，兩邊蓋上緣板，板緣上有一小於圓筒內徑的軸孔等結構共同組成，能將單位質量的銲線整齊纏繞並能很平順地抽出。
銲線捲軸
WireReel
安裝銲線的捲軸，可將成圈繞捲之銲線安裝其上以供應自動／半自動銲接之用。
桶裝銲線
PailPackDrum
桶形包裝之銲線，銲線可自桶上端成螺旋形抽出。
開路電壓
OpenCircuitVoltage
銲接電源機輸出端無負載時的端電壓。
三、銲道
銲接接頭
WeldJoint,
WeldedJoint
採用銲接接合的接頭，例如對接接頭、搭接接頭等。
對接接頭
ButtJoint
兩片母材的接合大致在同一面上之銲接接頭。
角隅接頭
CornerJoint
將兩片構件保持成約直角之L字形，在其角隅處做銲接之接頭，如圖所示。
T形接頭
TJoint
將一片母材之端面擱於另一片母材之表面上約成直角之T字形銲接接頭，如圖所示。
搭接接頭
LapJoint
將兩片母材之一部份重疊，做成搭疊的銲接接合方式，如圖所示。
端緣接頭
EdgeJoint
將兩片以約成齊平之母材端面予銲接之接頭，如圖所示。
鈄面對接接頭
ScarfJoint
將兩片母材之對接面加工成鈄面，使接合部份有較大的面積，主要用於硬、軟銲或鍛接，如圖所示。
榫搭接頭
JoggledLapJoint
搭接接頭之一種，將母材加工成高低差，使母材面能大約成一平面之銲接接頭，如圖所示。
十字接頭
CruciformJoint
接頭形狀成十字形之銲接接頭，如圖所示。
喇叭接頭
FlareGrooveJoint
由圓弧與圓弧，或圓弧與直線構成之喇叭形銲接接頭，如圖所示。
襯墊接頭
StrappedJoint
母材表面和襯墊板之端面間作搭接之接頭，有單面襯墊接頭及雙面襯墊接頭，如圖所示。
填角銲接頭
FilletWeldJoint
在約成垂直之兩母材面作銲接，銲道剖面約成三角形之接頭。
開槽
Groove,
WeldGroove
要作銲接之母材接合面間所設之槽溝。
開槽銲接
GrooveWeld
在開槽內堆積熔填金屬之作業。
開槽角度
GrooveAngle,
IncludedAngle
如下列各附圖中之θ。
斜角角度
BevelAngle
如下列各附圖中之φ。
開槽深度
GrooveDepth,
DepthofBevel
如下列各附圖中之d。
根部
RootFace
如下列各附圖中之b。
根部間隙
RootOpening,Gap
如下列各附圖中之a。
根部半徑
RootRadius,
GrooveRadius
如下列各附圖中之r。
開槽面
GrooveFace
開槽部之表面。
I型槽
SquareGroove
V型槽
SingleVGroove
Y型槽
YGroove
為V型槽之變化型，其根面b大於或等於開槽深度d。
雙V槽,
X型槽
DoubleVGroove
單斜槽
SingleBevelGroove
K型槽
DoubleBevelGroove
J型槽
SingleJGroove
雙J槽
DoubleJGroove
U型槽
SingleUGroove
H型槽,雙U槽
DoubleUGroove
四、銲接瑕疵
銲蝕
UnderCut
在銲道趾端或根部附近，施銲時被電弧熔融但沒有填入銲接金屬所造成的凹槽，如圖所示。
搭疊
Overlap
越過銲道趾端或根部，沒有和母材熔合在一起的多餘銲接金屬。
銀點
FishEye
類似魚眼狀銀白色瑕疵，主要出現在銲接金屬破壞時的破斷面。
夾渣
SlagInclusion
銲渣殘留在銲接金屬或與母材相熔的熔合區內。
氣孔
BlowHole,Gas
Pocket,Porosity,
Wormhole
在銲接金屬內或表面由氣孔所形成圓形或近乎圓形的中空孔洞。
針孔
PinHole
細長針狀之氣孔。
夾鎢
TungstenInclusion
銲道起銲處混入熔融的鎢電極，或遮護金屬鎢極銲接時電流過大，使鎢電極過熱熔落且夾雜在銲接金屬內。
燒穿
BurnThrough
主要指銲道背面之銲接金屬熔融過量或根部銲道被熔穿之孔洞。
滲透不足
LackofPenetration,
Incomplete
Penetration
未達預定滲透深度之銲道，如圖所示。
熔合不良
LackofFusion,
IncompleteFusion
銲道與銲道或銲道與母材的界面在銲接完成後熔合不完全。
銲接龜裂
WeldCrack
發生在銲接金屬或熱影響區的裂紋。
縱向裂紋
LongitudinalCrack
發生在銲接金屬或熱影響區的裂紋，其延伸方向與銲道軸向接近平行。
橫向裂紋
TransverseCrack
發生在銲接金屬或熱影響區的裂紋，其延伸方向與銲道軸向近乎垂直。
銲道下龜裂
UnderbeadCrack
龜裂發生在熱影響區，通常不延伸至銲件表面，如圖所示。
趾裂
ToeCrack
發生在銲道趾端裂紋，如圖所示。
熱裂
HotCrack
銲道在凝固溫度範圍或是在此溫度附近的高溫處所產生的龜裂。
凝固熱裂
SolidificationCrack
銲接後，當銲道溫度下降至常溫附近時所發生的龜裂之總稱，如銲道下龜裂、趾裂等。
冷裂
ColdCrack,Delay
Crack
銲道完全凝固以後所發生的裂紋。
再加熱龜裂
ReheatCrack,Stress
RelieveCrack
熱影響區或銲接金屬因殘留應力及銲後曝露在高溫環境下所產生的沿晶破裂。
根裂
RootCrack
銲道根部因槽縫的存在所發生的應力集中裂紋，如圖
所示。
銲疤裂
CraterCrack
在銲道收尾熔坑處的裂紋。
層狀撕裂
LamellarTear
母材內部因銲接所形成的階梯狀裂紋，方向約與軋延面平行，肇因於母材內含有片狀、分散且平行於表面的非金屬夾雜物，母材受到沿厚度方向的銲接收縮拉應力所造成，如圖所示。
弧擊
ArcStrike,Stray
Flash
因不當起弧而於母材或銲道表面造成之瑕疵。
第二章瞭解保護氣體
在所有電弧銲接法中，為了要防止空氣進入高熱的電弧區內，避免熔融金屬產生氧化作用，因此均有一些保護電弧區的機構，將空氣隔開，使它無法進入電弧區，此保護機構即為保護氣體。
在一般手工電銲，電銲條上的銲藥，也都能產生相同的效果。
而在本單元所提到的保護氣體，是將以上所稱的排除於外，專指惰性氣體銲接法中所稱的保護氣體而言，例如：
氬氣、氦氣、二氧化碳及其他的混合氣等，藉由對這些氣體的認識與瞭解，將使以後學習惰性氣體銲接，會有很大的助益。
電弧銲接：
使母材與銲條或電極間發生電弧，利用其熱量來接合或填補母材的銲接方法之總稱。
一般手工電銲：
為電弧銲接之一種，完全由手工執行或控制的銲接作業，英文名稱為SMAW。
潛弧銲：
以一個或多個電弧介於銲線電極與熔池間，電弧與熔融金屬由散佈在銲道上顆粒狀銲藥所保護，看不見電弧光線而稱之，也稱為自動電銲。
包藥銲線銲接：
電弧產生在連續送出之消耗性電極與熔池之間，熔填金屬為內部裝有銲藥的管狀線材。
惰性氣體銲接：
使用惰性氣體如氦、氬或其混合氣，亦可添加極少量的活性氣體作為保護氣體的電弧銲接。
氬氣鎢極電銲：
使用鎢或鎢合金為消耗性電極（鎢棒），以惰性氣體為保護氣體，俗稱氬銲，英文名稱為GTAW或TIG。
氣體金屬電銲：
銲線為消耗性電極，以惰性氣體為保護氣體之電弧銲接，英文名稱為GMAW或MIG。
二氧化碳半自動銲：
使用二氧化碳為保護氣體的半自動銲接。
英文名稱為MAG。
（一）保護氣體的目的：
1、保護熔填金屬、鎢電極及熔池在高溫的電弧區內，隔離空氣中有害於銲道品質的元素如：
氧、氮、水蒸汽等，使銲接後之銲道有良好的品質。
2、由於保護氣體的保護之下，使熔填金屬形成後能順利移轉而達到其熔填之目的。
（二）保護氣體的種類及特性：
保護氣體不是惰性即為活性，前者應用於氬氣鎢極電銲（GTAW或TIG）及氣體金屬電銲（GMAW或MIG）中，後者應用在二氧化碳半自動銲接（CO2銲或MAG）中，分述如後：
所謂惰性氣體是指在任何溫度情況下，不會和金屬產生作用的氣體，也稱鈍氣或不活性氣體。
共有六種即氦、氖、氬、氪、氙及氡等，但應用於銲接作業中作為保護氣體的僅為氬氣和氦氣而已：
（一）氬氣：
氬氣英文名稱為Argon（簡稱Ar），為應用最廣的氣體，早期技術人員在稱呼氬氣鎢極電銲時，均直接以其英文Argon來稱呼。
氬氣為無色無味且無毒性的氣體，在大氣中的含量較為豐富，於百萬立方呎的空氣中含有93,000立方呎的氬氣。
氬氣用於銲接時之純度可達99.99%，一般至少也要在99.9%以上才行，氬氣約比空氣重23%，用於保護TIG銲之各種金屬及MIG銲之非鐵金屬。
氬氣的離子位能低，於銲接電弧中傾向穩定，雖沒有毒性，不過在狹窄或密閉的地區，氬氣還是會使人窒息的。
（二）氦氣：
氦氣之英文名稱為Helium（簡稱He），為氣體中重量僅大於氫氣的第二輕之氣體，只有空氣重量的七分之一，亦為無色無味且無毒性的氣體，由於其沸點極低（約-270℃），因此較不易製造。
氦氣存在於天然氣中，在自然界存量不少，其中由加拿大及俄國之天然氣中可發現，另外約有2%的蘊藏量於美國德州油田天然氣中。
氦氣於所有的保護氣體中有最高的離子位能，在TIG銲中有特別高的電弧電壓，因此電弧氦氣中產生大量的熱。
由於氦氣重量較容易從電弧區流失，產生保護不足的現象，不過用於仰銲位置則保護較為完善。
氦氣的價格在美國由於產量大和氬氣之價格差不多，但是在台灣則為氬氣之八倍，一般與其他氣體混合使用。
（三）氬氣和氦氣使用於TIG銲中之比較：
1.氬氣：
（1）離子位能低，電弧電壓為15.7ev，起弧容易。
（2）具有將母材氧化膜清除之作用。
（3）比空氣重，消耗量較氦氣少，銲接成本降低，且適合於平銲
位置之保護。
（4）電弧較穩定。
（5）價格便宜。
2.氦氣：
（1）離子位能高，電弧電壓高至24.5ev，起弧較氬氣困難。
（2）滲透較深，熱影響區較狹窄。
（3）比空氣輕，消耗量約為氬氣之2.5倍，較適合立、仰銲位置之保護。
（4）電弧較不穩定。
（5）價格較為昂貴。
活性氣體為氧化氣體或還原氣體，活性氣體會與熔化金屬相互結合，一般而言，氧化氣體是指含有氧氣的任何氣體，而還原氣體則是會吸引氧氣的任何氣體。
在銲接作業上，氧化氣體適合為保護氣體用，而還原氣體較適合用於背墊或管子內部銲道之保護用，在此僅介紹二氧化碳保護氣體。
二氧化碳氣體是由27%碳和73%的氧所組成，化學式為CO2，可知由兩個氧原子與一個碳原子結合而成，在正常之大氣壓力溫度下，為無色、無毒且不具燃燒性的氣體，有些微的刺激味及酸味，平時可以固態、液態和氣態等三種形式存在。
在大氣壓力下，固態的CO2稱為乾冰，不需由液態可直接轉為氣態，稱為昇華。
使用於銲接作業的二氧化碳則以液態儲存於鋼瓶內，要使用時利用加熱器加溫，使之變成氣體以後才能應用。
二氧化碳為空氣的一倍半重，在狹窄地區可取代空氣，於蒸發溫度時可分裂成氧及一氧化碳，因此在銲接電弧區可分裂20%~30%的氣體形成O2和CO，由於二氧化碳在銲接電弧有被氧化的特性，故在CO離開電弧區以後，則迅速地和O2再結合成為CO2。
經由各方面的測試，在距離電弧約180mm時，CO的含量為0.01%或100PPm，是最小的安全範圍，當距離300mm時，CO的濃度為0.005%，二氧化碳的安全範圍濃度為5000PPm，因此通風設備必須能夠將CO2濃度降至5000PPm以下。
保護氣體不論是惰性氣體或活性氣體，都需要有安全的儲存，儲存的方式
是於鋼瓶或容槽內，不可有漏氣的現象，而由於在鋼瓶或容槽內的壓力與銲接
時所使用的壓力不同，必須借助壓力調節器來予以減壓，因此保護氣體的裝置，
主要在於介紹鋼瓶、容槽和壓力調節器。
（一）、鋼瓶：
用於保護氣體的鋼瓶和氧氣瓶相同，是屬於無縫鋼瓶，氬氣和氦氣是以氣態儲存於鋼瓶內，而二氧化碳則是以液態的方式裝於鋼瓶。
前者整支鋼瓶塗以灰色，後者則在鋼瓶肩部塗上綠色以資區別。
鋼瓶上應有護帽來保護瓶閥之安全，使用時鋼瓶應直立放置，不可使用銲爐或電弧擊碰鋼瓶，以避免瓶內氣體受急驟熱量產生壓力變化造成危險，鋼瓶儲存或放置地點附近不可有易燃物，以免引起火災確保安全，鋼瓶之形式如圖1所示。
另外在大量使用保護氣體之工場，為了不讓現場到處都是鋼瓶，因此可
升级会员 