第一次报告焊接实验.docx
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第一次报告焊接实验
國立屏東科技大學
材料工程研究所
材料工程特論實作
（一）
銲接實驗報告
指導教授:
曾光宏老師
學生:
陳博元（M10245005）
1、氣護鎢極電弧銲接（GTAW）
1.前言:
氣護鎢極電弧銲接（GasTungstenArcWelding,GTAW）亦稱鎢極惰氣銲接（TungstenInertGasWelding,TIGWelding），簡稱TIG銲接。
此製程已廣泛應用於不銹鋼、鋁合金、鈦合金及鎳基合金等高值化材料銲接工作。
TIG銲，其係以非消耗性鎢棒作為電極而與工件間所產生之電弧作為銲接熱源，其中銲接（保護）氣體係從銲槍供給來防止電極、熔融金屬、填料金屬及鄰近受熱區域等之高溫氧化現象，待凝固冷卻後即形成銲道。
在氣護鎢極電弧銲接過程中，填料金屬使用與否為選擇性，一般在銲接薄板時大都不需使用填料金屬。
由於氬氣與氦氣在大氣中之含量較多，因此氣護鎢極電弧銲接大多使用此兩種氣體作為銲接氣體。
然而，在台灣因氦氣價格較氬氣昂貴，且氦氣較空氣輕而氣體消耗量多，故除特殊用途外，幾乎全部使用氬氣作為銲接氣體，此乃氣護鎢極電弧銲接在台灣俗稱「氬銲」之原因[1]。
本實驗採用6mm板厚之不銹鋼板，銲接製程採用TIG銲進行Bead-on-plate實驗，並對銲後橫截面進行組織分析。
2.實驗參數:
表一銲接實驗參數
銲接材料
304不銹鋼板材
銲接電流
180A
銲接電壓
12.2V
氣體流量
Ar-12liter/min
銲接走速
140mm/min
腐蝕溶液
草酸10%+蒸餾水90%
3.
銲接組織
銲道組織
熱影響區組織
母材組織
圖1銲件組織
4.結論
（1）銲道組織為δ肥粒相呈蠕蟲狀（vermicular）或骨架狀（skeletal）。
（2）熱影響區組織普遍為粗大化之沃斯田鐵組織。
（3）母材組織主要以沃斯田鐵組織居多。
5.參考文獻
[1]S.B.Lin,C.L.Yang,W.B.He,H.B.Dai,Q.Zhu,“EffectofFluxeswithSingleComponentonWeldDepthinA-TIGWeldingofMagnesiumAlloy,”TransactionsofNonferrousMetalsSocietyofChina,Vol.15,No.2,pp.56-59,2005.
二、電漿電弧銲接（PAW）
1.前言
電漿電弧銲（PAW）可視為傳統氬銲（GTAW）之改良，PAW銲接技術除了用有傳統氬銲之銲接熔融型式外，同時亦具有雷射銲接與電子束銲接中鑰孔形式機構（ketholemode）。
因此電漿銲接之品質較傳統氬銲來得佳，更令工業界重視的是PAW銲接設備成本遠低於電子束與雷射銲接且功率密度可達108~1011W/m，並具有熱影響區小、氣孔率低、深寬比高及殘留應力較低等優點，故PAW銲接得以廣泛應用於航空、航海及核能工業等方面[1]。
本研究採用脈衝式電漿電弧銲接技術對304不銹鋼板進行beadonplate實驗，並對銲後橫截面進行組織分析。
2.實驗參數:
表一銲接實驗參數
銲接材料
304不銹鋼板材
峰值電流
60A
基礎電流
50A
脈波寬度
60%
平均電壓
31V
銲接氣體
Ar
脈波頻率
60Hz
銲接走速
450mm/min
3.銲接組織
銲道組織
熱影響區組織
母材組織
圖1銲件組織
4.結論
（1）銲道組織為δ肥粒相呈蠕蟲狀（vermicular）或骨架狀（skeletal）。
（2）熱影響區組織普遍為粗大化之沃斯田鐵組織。
（3）母材組織主要以沃斯田鐵組織居多。
5.參考文獻
[1]江明信,“304L不銹鋼定電流與脈衝電流電漿電弧銲接件在動態剪切荷載下之塑變形為及破壞特性比較,”國立成功大學機械工程學系,2002.
三、CO2銲接
1.前言
氣護金屬極電弧銲接（GasMetalArcWelding,GMAW）係使用氬氣、氦氣、二氧化碳及混合氣體等作為保護氣體，且採用實心銲線作為消耗性電極，銲線經由送線裝置連續輸送，且自銲槍噴嘴送出而與工件接觸產生電弧，藉由此電弧熱量熔融銲線與工件以達接合目的。
其中使用氬氣或氦氣者稱為金屬惰氣電弧銲接（MetalInterGasWelding,MIGWelding）；若使用混合氣體（惰性氣體+活性氣體）者則稱為金屬活性氣體銲接（MetalActiveGasWelding,MAGWelding）；若使用二氧化碳者則稱為CO2銲接[1,2]。
本研究GMAW銲接技術並以CO2作為保護氣體脈對JISG3131熱軋鋼板銲接實驗，並對銲後橫截面進行組織分析。
2.實驗參數
表一銲接實驗參數
銲接材料
JISG3131熱軋鋼板
銲接電流
120A
銲接電壓
21V
銲接氣體
CO2
銲接走速
500mm/min
銲線材料
AWSER70S-6
3.銲接組織
銲道組織
熱影響區組織
母材組織
圖1銲件組織
4.結論
（1）銲道組織為麻田散鐵組織。
（2）熱影響區組織為少量麻田散鐵與肥粒鐵。
（3）母材組織主要肥粒鐵組織居多。
5.參考文獻
[1]H.Ates,“PredictionofGasMetalArcWeldingParametersBasedonArtificialNeuralNetworks,”MaterialsandDesign,Vol.28,pp.2015-2023,2007.
[2]S.Zielińska,F.Valensi,N.Pellerin,S.Pellerin,K.Musioł,Ch.deIzarra,F.Briand,“MicrostructuralAnalysisoftheAnodeinGasMetalArcWelding（GMAW）,”JournalofMaterialsProcessingTechnology,Vol.209,pp.3581-3591,2009.
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