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在生活中都會聽到「焊接」,焊接是使用「加熱」或「加壓」的方式將兩塊金屬連接的過程,不同金屬種類會因為金屬特性而需要用不同的焊接技術,焊接技術也有分不同等級的難易度,是一種很有專業性的技能,例如:氣焊、電阻焊、電弧焊、感應焊接及雷射焊接等其他特殊焊接。今天跟大家分享最常見的基礎焊接材料、工具、種類介紹、原理教學、安全措施等介紹,讓大家可以快速了解基礎焊接!

焊接的原料與材料/工具

進行電焊時,會因為焊接工件原料特性不一而相對的會有不一樣的焊接手法與工具,這次跟大家分享幾個常見的原料和工具!焊接技術最常被運用於「鋼」,也會被應用在「鋁」、「銅」等金屬工件。在焊接時,為確保焊接品質,避免焊縫因為其他氣體導致氣孔的產生,導致焊接處的強度降低,因此在焊接時會使用在高溫下不會解離的惰性氣體,焊接時可以保護與隔絕空氣,進而增加焊接品質及安全性。平時最常見的工具為電焊鉗、焊條、助焊劑等等

  • 焊件或工件:需要被焊接的材料,我們稱之為焊件或工件。
  • 焊料:「焊接材料」焊接時將兩個工件連接在一起的材料,稱之為焊料。
  • 焊縫:兩個工件被焊接連接的接縫。

焊接種類與原理-熔焊、壓焊、釺焊

熔焊(英文名稱:Fusion welding)

又稱為「熔化焊」,由此可知是一種將工件的介面加熱到「融化」的狀態時,不用任何其他焊料或壓力完成焊接的一種方式。在進行熔焊時會將兩個要連接再一起的工件介面加熱熔化,會形成「熔池」的狀態,兩格工件的熔液混和在一起,溫度降低時的熔液凝結,使兩個工件牢固的焊在一起,這就是進行熔焊的整個過程。

在進行熔焊的過程中,如果大氣中的氮、水蒸氣等等氣體進入熔池,會導致在冷卻的過程中形成氣孔,造成夾渣、裂紋等狀況,會嚴重影響焊縫品質。因此在進行熔焊時,為了提高焊接品質,時常會使用氬、二氧化碳等氣體隔絕大氣中會導致氣孔形成等等的氣體。

壓焊(英文名稱:Pressure welding)

從名稱中可以直接了解這種焊接方法是使用壓力進行焊接。將兩個固體狀態的工件運用壓力使兩個工件的原子結合,完成焊接,這種焊接方式也稱為「固態焊接」。壓焊時常用於電阻對焊的壓焊工藝,讓電流通過兩個工件連接端,連接端會因電阻而使溫度上升達到「熱塑狀態」,在這樣壓力作用下連接成一體。

壓焊有不同的方式,主要特點是在焊接的過程中施加壓力,不使用任何材料的狀況下進行壓焊。

擴散焊、高頻焊、冷壓焊等等這些方式都是沒有熔化過程就完成焊接接,沒有像熔焊會造成有益合金元素燒損或有害元素侵入焊縫的問題,這樣的焊接手法簡化了整個焊接過程,也一併改善了焊接時的安全及衛生條件。

也因為壓焊時加熱的溫度比熔焊低,加熱時間相對得短,熱影響的區域也相對得小,因此很多難以用熔焊焊接的材料反而能用壓焊的方式完成有同等強度的優質街頭。

釺焊

釺(ㄑ一ㄢ)焊,又分為「軟釺焊(英文:Soldering)」以及「硬釺焊(英文名稱:Brazing)」。軟釺焊是使用熔點低於工件的焊料來進行焊接(被融化用來連接兩個工件的原料稱之為焊料),軟釺焊時不需要熔化工件,在進行焊接的過程中直接將焊料熔化,依毛細現象,讓焊料流進兩個工件連接縫隙中,用浸潤作用使兩個工件結合。一般而言,接點的強度會比工件本身的強度還低。不過還是有防水性及導電性。軟釺焊常用於電子零件、PCB的管路連接。

硬釺焊屬於高溫釺焊工藝,熔化焊料所需的溫度比軟釺焊高很多,硬釺焊和軟釺焊是用運用一樣的原理,將焊料高溫熔化後依毛細作用使兩個工件接縫處能填滿焊料,完成焊接。

焊接要做好哪些安全措施?

通常會使用電弧或火焰進行焊接,在作業時是有危險性的,必須要做好保護措施避免作業時需要避免身體暴露在高溫下而造成燒燙傷。焊接時會產生強烈光照,若長時間直視光線容易造成眼部傷害,例如:電光性眼炎,因為焊接時強烈的光線會放射大量紫外線,會刺激並破壞眼睛的角膜及視網膜。因此必須使用護目鏡或防護頭盔保護眼睛及臉頰。新型的防護頭盔可以在強光射入時依紫外線強度改變護目鏡片透光度,減少光線對於眼睛的傷害。在工作現場周遭會使用半透明的保護幕圍起來,避免周圍人員被高強度紫外線照射,但保護幕無法完全替代頭盔的防護度。再焊接這樣高溫作業中時常會產生危險有害的氣體和煙氣,例如:二氧化碳臭氧和重金屬氧化物,電焊時所使用的氣體與材料都是易燃易爆的,作業時會有材料飛濺的狀況,要避免堆放任何易燃易爆的材料,也必須分開堆放避免危險狀況發生。

  • 個人防護設備:橡膠手套、長袖防護上衣、護目鏡或防護頭盔等等。
  • 工作現場防護:保護幕、減少作業空間含氧量、易燃易爆材料分開放置於安全的地方。

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