5-1 5-2 5-3 5-4 5-5 5-6 5-7 5-8 5-9

前言 5.1 氣體銲接 5.2 電弧銲接 5.3 電阻銲接 5.4 固態銲接 5.5 軟銲和硬銲 5.6 其他銲接 5.7 銲接處理 5.1　氣體銲接 5.2　電弧銲接 5.3　電阻銲接 5.4　固態銲接 5.5 軟銲和硬銲 5.6 其他銲接 5.7 銲接處理 5.8 機械式緊固 5.9 黏著接合 5-1

5.1 氣體銲接 ▲裝配與接合程序在機械製造的應用上並無明確的區分，並可通稱為接合。 5.1　氣體銲接 5-1 ▲裝配與接合程序在機械製造的應用上並無明確的區分，並可通稱為接合。 ▲接合的方法包括有非永久性的接合(例如螺紋扣接、捆綁等)和永久性的接合(例如鉚接、黏結、銲接等)，其中又以銲接(Welding)最為重要。

▲銲接(又稱為熔接)已成為當今工業上不可或缺的材料接合方法，被廣泛地應用於各種產品的生產和維修。 5-1 ▲銲接(又稱為熔接)已成為當今工業上不可或缺的材料接合方法，被廣泛地應用於各種產品的生產和維修。 ▲不同的銲接方法可被應用於不同的產業，例如汽車、造船、建築、機械、航空、化工、國防或家電製品的生產，以及工具、模具、夾具等的磨損修補或鑄件缺陷、零件破裂的填補等。

▲美國銲接學會(American welding society，AWS)對銲接的定義敘述如下: 5-1 ▲美國銲接學會(American welding society，AWS)對銲接的定義敘述如下: 「將兩件或兩件以上的金屬或非金屬工件，在接合處加熱至適當溫度使其徹底熔化，或是在其熔融狀態下施加壓力，或是僅使添加的填料熔化，並於冷卻凝固後可使工件接合在一起的程序」。 ▲根據美國銲接學會的分類，可將銲接分為氣體銲接、電弧銲接、電阻銲接、固態銲接、軟銲、硬銲和其他銲接等七大種類，如圖5.1所示。

▲若依接合原理分類則可分為: 1.熔化銲接(Fusion welding) 將工件接合部位的材料加熱到熔化狀態，經冷卻凝固後完成接合者，例如氣體銲接、電弧銲接等。 2.壓力銲接(Pressure welding) 主要是利用施加壓力於工件接合部位的方式完成接合者，例如端壓銲法、冷銲法等。 3.鑞銲(Soldering and brazing) 將熔點較工件材料低的填料熔化並置於工件接合部位，經凝固後將工件接合者，例如軟銲、硬銲等。 5-1

▲若以銲接時所使用的能源分類則可分為: 1.化學反應能銲接(Chemical reaction energy welding) 5-1 ▲若以銲接時所使用的能源分類則可分為: 1.化學反應能銲接(Chemical reaction energy welding) 利用燃燒或化學反應生熱的方式產生熔化工件材料所需的高溫促使工件接合者。 2.電磁能銲接(Electromagnetic energy welding) 利用電能直接轉換成熱能，或經由光能、動能再轉換成熱能促使工件接合者，例如電弧銲接、電阻銲接、雷射束銲法、電子束銲法等。

3.機械能銲接(Mechanical energy welding) 5-1 3.機械能銲接(Mechanical energy welding) 利用機械能所產生的熱能，並配合壓力或以壓力為主促使工件接合者，例如摩擦銲法、超音波銲法等。 4.結晶能銲接(Crystalling energy welding) 利用原子擴散或毛細作用促使工件接合者，例如擴散銲法、軟銲、硬銲等。

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5-1

5-1 ▲銲接接頭(Welding joint)是指兩工件在接合部位的組合狀態，可分為對接接頭(Butt joint)、搭接接頭(Lap joint)、邊緣接頭(Edge joint)、角緣接頭(Corner joint)和T型接頭(T-joint)等五種，如圖5.2所示。

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5-1 ▲銲接位置(Welding position)是指工件的銲接部位在空間中所處的位置，可分為平銲位置(Flat position)、橫銲位置(Horizontal position)、立銲位置(Vertical position)和仰銲位置(Overhead position)等四種，如圖5.3所示。

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▲銲接目前已幾乎可全面取代鉚接及栓接的應用場 合，更可部份取代鍛造或鑄造的零件製造。 ▲銲接具有下列的優點: 5-1 ▲銲接目前已幾乎可全面取代鉚接及栓接的應用場 合，更可部份取代鍛造或鑄造的零件製造。 ▲銲接具有下列的優點: 可節省零件接合使用的材料，使產品輕量化，因而降低材料、 加工及能源等的成本。 施工方法簡單，且工作效率高。 產品設計彈性大，較不受工件形狀及厚度的限制。

可依需求選擇最適合的銲接方法加以使用，故應用的領域極為廣泛。 容易實現機械化和自動化。 可用來接合不同的工件材料。 工件發生缺陷時容易修補或改善。 接合率高，水密性及氣密性良好，且外表平滑。 5-1

▲銲接的缺點有: 許多銲接方法會伴隨著產生強光、高熱及煙塵，工作環境不佳，對人體健康有害。 5-1 ▲銲接的缺點有: 許多銲接方法會伴隨著產生強光、高熱及煙塵，工作環境不佳，對人體健康有害。 工件因局部高溫作用，易造成收縮變形及殘留應力問題，進而影響產品的使用功能。 工件接合處可能會產生銲道表面氧化、偏析、相變態、氣孔、熱裂紋、冷裂紋、夾渣等熱影響區所造成的缺陷，這些缺陷往往成為產品後來發生破壞的根源。

銲接完成的工件，常需做非破壞性檢驗，甚且機械性質的測試，以確保銲接品質，因此增加製造成本。 5-1 銲接完成的工件，常需做非破壞性檢驗，甚且機械性質的測試，以確保銲接品質，因此增加製造成本。

5.1　 氣體銲接 5-1 氣體銲接(Gas welding)是將可燃氣體和助燃氣體 以適當的比例混合後，利用火焰燃燒將其所含的 化學能轉變成為熱能的形式，促使工件和銲條(即 填料)因高溫作用熔化而接合的方法 可燃的氣體有氫氣、乙炔氣和其他天然氣體 助燃氣體則有氧氣和空氣

▲氣體銲接的操作方式可分為: 1.前手銲法(Forehand welding) 5-1 ▲氣體銲接的操作方式可分為: 1.前手銲法(Forehand welding) 依銲接進行方向，銲條在銲炬火口的前面，火炬指向即將施銲部位並先行加以預熱，如圖5.4(a)所示。 2.後手銲法(Backhand welding) 銲條在銲炬火口的後面，火焰指向熔池和已完成銲接的銲道 ，如圖5.4(b) 。

5.1.1 氧乙炔氣銲法(Oxy-acetylene welding， OAW) 5-1 ▲大部份的氣體銲接是採用氧乙炔氣銲法。 乙炔氣(CH)和氧氣(O)分別存放在不同的鋼瓶中，經由軟管輸送到銲炬(Welding torch)內混合燃燒，再從火口噴出火焰進行銲接工作。 燃燒產生的溫度可高達3300 ℃以上。

▲火焰形式依乙炔氣和氧氣的混合比例不同而變化， 可分為三種類型。 5-1 ▲火焰形式依乙炔氣和氧氣的混合比例不同而變化， 可分為三種類型。 1.還原焰(又稱碳化焰，Carburizing flame) 如圖5.5(a)所示 2.中性焰(Neutral flame) 如圖5.5(b)所示 3.氧化焰(Oxidizing flame) 如圖5.5(c)所示

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5.1.2 氫氧氣銲法(Oxy-hydrogen welding， OHW) 5-1 ▲使用的燃料以氫氣(H)取代乙炔氣，其餘大致與 氧乙炔氣銲法相同。 但是燃燒所得的火焰溫度約為2000 ℃左右，比氧乙炔氣銲 的火焰溫度低甚多 故一般用來銲接較薄工件或低熔點金屬，例如鋁合金

5.1.3 空氣乙炔氣銲法(Air-acetylene welding，AAW) 5-1 ▲當乙炔氣燃燒所需助燃的氧氣改由空氣提供時，所得之火焰類似本生(Bunsen)燈，其溫度比其他氣體焊接法都低，通常使用的場合為鉛的熔接或低溫的軟焊、硬焊等。

5.2 5.2　 電弧銲接 ▲將電極和工件分別接於電源的負極和正極，當電極和工件快速碰撞接觸後，立即提起分開，造成在兩者之間的空氣被電離形成電弧(Arc)，此步驟稱為起弧。 ▲電弧的溫度高達5500 ℃，可將工件接合部位的材料和填料同時熔化，並於冷卻凝固後接合在一起。 5-2

▲起弧的方法有兩種: 1.敲擊法(Tapping method) 2.摩擦法(Scratching method) 5-2

▲電弧銲接的方法依電極是否可熔化分為兩大類: 1.熔極式 如圖5.6(a)所示。使用此種電極的銲接方式有遮蔽金屬電弧銲法(SMAW)、潛弧銲法(SAW)、氣體金屬極電弧銲法(GMAW，又稱為MIG)等 2.非熔極式 如圖5.6(b)所示。使用此種電極的銲接方法有碳極電弧銲法(CAW)、氣體鎢極電弧銲法(GTAW，又稱為TIG) 5-2

5-2

5.2.1 碳極電弧銲法(Carbon arc welding，CAW) 5-2 ▲以碳棒為電極，利用熔化外加的銲條來接合工件，碳棒本身並不熔化，較適合正極性接法，因為它所得到的電弧較為穩定。

5.2.2 遮蔽金屬電弧銲法(Shielded metal arc welding，SMAW) 5-2 ▲使用包覆塗料的金屬銲條為電極，當與工件起弧後，電弧產生的熱量熔化銲條和工件材料形成熔池，在冷卻凝固後即形成銲道用以接合工件。

5-2

▲遮蔽金屬電弧銲法一般簡稱為電銲優點有: 設備簡單，價格低廉且攜帶方便 銲條塗料分解時，可提供氣體保護層，故不需另外使用輔助的保護氣體 由於是手工操作，對施銲前工件接縫間的精度要求低。適用於各種不同的銲接位置 可適用的金屬材料很廣，包含碳鋼、低合金鋼、不銹鋼、鑄鋼、鋁、銅、鎳及其合金等 5-2

▲缺點有: 5-2 缺點則是為避免因電流過大時會導致銲條過熱，以致銲接熔接率偏低。

5.2.3 氣體鎢極電弧銲法(Gas tungsten arc welding，GTAW) 5-2 ▲利用非熔極式的鎢棒做為電極，外加銲條於電弧和工件接合處之間，利用銲炬噴出的惰性氣體形成遮蔽作用保護熔融狀態的銲道不被氧化，故又稱為惰氣鎢極電弧銲法(Tungsten inert gas arc welding，簡稱TIG)，如圖5.8所示。

5-2

▲因銲接時會產生高溫，所以銲炬需通以循環水冷 卻。 ▲因銲接時會產生高溫，所以銲炬需通以循環水冷 卻。 ▲惰氣鎢極電弧銲法和其他銲接方法比較時，具有 下列的優點: 除了低熔點的鉛、錫、鋅等合金外，大部份合金均可用此法 銲接 沒有熔渣及銲濺物，可節省銲接後處理的時間 熱輸入控制容易，對薄工件的銲接特別有利 5-2

可以不使用銲條，直接對工件接合部位加熱熔融。並可用於任何位置的施銲 銲接工件的品質良好 銲接環境優良 可以不使用銲條，直接對工件接合部位加熱熔融。並可用於任何位置的施銲 5-2

▲缺點則有: 銲接速率較慢 因其堆積速率慢，對厚截面工件的銲接很費時且成本較高 電極容易沾到熔池內的金屬，因此電極常需更換，很費時 需使用惰性氣體提供銲道及電弧的保護，而惰性氣體的費用佔總成本中很高的比例 5-2

5.2.4 氣體金屬極電弧銲法(Gas metal arc welding，GMAW) 5-2 ▲使用熔極式的金屬線電極，不需要另外加入銲條，又稱為惰氣金屬極電弧銲法(Metal inert gas arc welding，簡稱MIG)，如圖5.9所示。

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▲MIG銲接與TIG銲接的功能及優缺點類似。其間較大的差別在TIG適用於薄工件銲接，而MIG則因為堆積效率較高，故可用在較厚的工件上 5-2

5.2.5 潛弧銲法(Submerged arc welding，SAW) 5-2 ▲潛弧銲法是指使用可熔性顆粒狀銲劑覆蓋在銲接處的周遭區域，將電極插入銲劑堆中，利用其尾端與工件起弧進行銲接，如圖5.10所示。

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▲潛弧銲法的優點有: 電弧的弧光不外洩，又無銲濺物及煙塵等，工作環境佳且安全性高 可使用大電流，故金屬堆積速率快，比一般手工銲接的工作效率高許多 適合厚板銲接，且接頭開槽可以較小，甚至不用開槽，可節省銲接時間 銲劑可加入合金，得以改善銲道的品質 銲道的外觀平滑均勻 5-2

▲缺點則有: 設備費用高 只適合於平銲位置，無法用於橫銲、立銲或仰銲等位置 銲接過程中，銲道的好壞不能即時觀察得知，若有缺陷發生無法立刻進行補救 銲劑容易受潮，一旦受潮後使用時會造成銲道中出現氣孔 產生的熱量大，造成熱影響區的材料結晶變粗大，影響其機械性質 5-2

5.2.6 電漿電弧銲法(Plasma arc welding，PAW) 5-2 ▲將做為工作介質用的氣體集中到有一小孔徑的噴嘴銲炬內，使氣體受電弧產生的熱後形成電漿，並以高能量集中的方式噴向工件接合處進行銲接加工。使用的氣體有氬氣、氮氣或混合氣體等。

5.2.7 嵌柱式電弧銲法(Stud arc welding，SW) 5-2 ▲將柱狀工件裝置於手槍形狀的銲接槍內，扣動板機時，柱狀工件與欲銲接上去的工件表面間產生電弧，然後再藉由銲接槍內的彈簧將之壓入熔融的銲池完成嵌銲作業。銲接時槍內的陶瓷護環可遮蔽住電弧，並用來限制熔融金屬使之保持在銲接區內。

5.3 5.3　 電阻銲接 ▲電阻銲接的基本原理是利用電流經過變壓器的作用，導致電壓降低後使電流變大，然後經電極送至工件接合部位，因在該處電阻較大的緣故而產生高熱，促使接合部位相接觸的材料形成熔融狀態，同時施以適當壓力於移動電極上，迫使工件彼此結合在一起。 5-3

▲銲接過程中需一直施加壓力以保證形成連續電路， 同時也可協助熔融狀態的材料結合成一體優點是: ▲銲接過程中需一直施加壓力以保證形成連續電路， 同時也可協助熔融狀態的材料結合成一體優點是: 不需要外加填料或銲劑，也不需要保護用的遮蔽氣體 不會產生弧光及煙塵的污染 工件材料加熱時間短，不會引起氧化或氮化的作用 設備簡單，操作容易，不需要技術熟練的作業員 加工效率高，適用於大量生產 5-3

▲缺點則是: 工件必須固定夾持於機器工作檯上面，故無法銲接大型工件 接合工件材料不同時，其物理性質也不同，因此銲接條件將隨之改變 耗電量較大 設備費用比電弧銲接所使用者高 銲接強度比電弧銲接所得到者低 5-3

5.3.1 電阻點銲法(Resistance spot welding，RSW) ▲電阻點銲法是電阻銲接中使用最普遍的一種銲接方法。 ▲大量應用於薄板金屬的銲接，有取代鉚接、栓接或氣體銲接及其他相近之銲接加工法的趨勢，尤其是在汽車工業。 5-3

▲其操作程序為: 1.將二片或二片以上的工件置於兩個電極之間，並施加壓力 2.通以經變壓器處理後成為低電壓的高電流，產生電阻熱促使與電極頭相對應的工件接觸點的材料熔化 3.熔化完成後，切斷電源，但壓力仍需保持到接合處的熔融金屬冷卻至凝固為止，所得熔接處的形狀如圖5.12所示 5-3

▲電阻點銲法的電極可由低電阻的合金鋼製成，其內部需有冷卻裝置。電極頭的形狀有三種，如圖5.13所示。 5-3

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5.3.2 電阻浮凸銲法(Resistance projection welding，RPW) ▲電阻浮凸銲法的原理和設備與電阻點銲法非常類似，如圖5.14所示。 5-3

▲兩者之間存在的主要不同點有二項: 1.電阻浮凸銲法使用的電極都是平頭狀的，且面積較電阻點銲法所用的要大 2.電阻浮凸銲法在銲接前，需先將工件衝壓成有凸起的部位，再放到電阻銲機上執行銲接 5-3

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5.3.3 電阻縫銲法(Resistance seam welding，RSEW) ▲將電阻點銲法中的電極棒改為兩個電極滾輪即成 為電阻縫銲法。滾輪形狀的電極為銅合金製成， 轉動時帶動工件往前移動，同時施加壓力在銲縫 上，如圖5.15所示。 ▲滾輪電極外圍需加水冷卻，以防止過熱發生。 5-3

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5.3.4 閃光銲法(Flash welding，FW) ▲閃光銲法是將二個工件分別用銅合金夾頭夾住， 其中一個固定，另一個則可移動。 ▲通電後，當兩工件接近到只有微小間隙時，會產 生電弧因而得到高溫，可使工件材料端面熔融成 塑性狀態，隨即切斷電流，並施加壓力，使兩者 接合成一體。因施銲過程時有電弧閃光，故稱為 閃光銲法。 5-3

5.3.5 端壓銲法(Upset welding，UW) ▲端壓銲法與閃光銲法類似，差別在欲銲接時二個工件需先保持緊密接觸，通電後因接觸面的電阻較大，電阻生熱造成高溫使其熔融，並在壓力作用下接合。 ▲工件接合處在銲完後會比原先的截面積大且突出，如圖5.16所示。 5-3

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5.3.6 衝擊銲法(Percussion welding，PEW) ▲衝擊銲法和閃光銲法非常相似，主要的差別在衝擊銲法是當兩工件的距離快速接近到引起放電作用而產生電弧，所得到的高熱使工件表面產生高溫，此時可移動的工件仍然快速地衝擊撞向固定的工件。 5-3

5.4 5.4　 固態銲接 ▲固態銲接的過程中，不用化學能來產生火焰，不用電能來產生電弧或電阻熱，也不用其他外加的能量等來加熱工件材料，更不需使用填料(銲條)或保護氣體。在銲接時若有能量產生而使溫度升高時，其值也不會超過工件材料的熔點，亦即不會使工件材料發生熔化成液態的現象。 5-4

5.4.1 摩擦銲法(Friction welding，FRW) ▲摩擦銲法是利用摩擦生熱的原理，將機械能轉變成為熱能，使兩工件的接合面受熱達到塑性狀態時，施加適當壓力而形成擠壓接合的方法。 ▲銲接時將兩工件互相抵緊並分別夾持在兩個軸上，一軸做高速旋轉，另一軸並不旋轉只提供軸向壓力。 ▲當接觸面間相互摩擦產生高熱使材料達到可接合狀態時，即停止旋轉並保持壓力使工件接合在一起，如圖5.17所示。 5-4

▲應用在汽車工業、流體機械、塑膠工業等零件的銲接加工。 5-4

5.4.2 爆炸銲法(Explosive welding，EXW) ▲爆炸銲法是將兩工件以一定夾角放好，在其中一工件上方放置炸藥及緩衝板，引爆炸藥後，產生的高熱及壓力使兩工件接合面以塑性變形方式快速接合，如圖5.18所示。 5-4

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5.4.3 超音波銲法(Ultrasonic welding，USW) ▲超音波銲法是利用高頻(超音波)振動產生剪應力作用而破壞工件表面的氧化物等，造成兩工件材料欲接合面得以直接接觸，使其金屬原子間形成互相糾結的狀態，再經施加壓力而完成接合作用，通常使用搭接接頭方式進行銲接。 5-4

▲超音波銲法被廣泛應用於電機電子工業，尤其適 用於其他銲法無法勝任的銲接。 ▲超音波銲法被廣泛應用於電機電子工業，尤其適 用於其他銲法無法勝任的銲接。 例如兩工件材料間的熔點相差很大，極薄材料銲到大型工件 上，或玻璃銲接等 5-4

5.4.4 高頻銲法(High frequency welding，HFW) 5.4.5　鍛壓銲法(Forge welding，FOW) 5.4.6　氣體壓銲法(Pressure gas welding，PGW) 5.4.7　冷銲法(Cold welding，CW) 5-4

5.4.8 擴散銲法(Diffusion welding，DFW) ▲擴散銲法是利用加熱到溫度低於工件材料的熔點，且在真空或惰氣的環境中，藉由壓力使兩工件接合面緊密接觸，促使其間原子進行擴散作用而達成接合，故又稱為擴散接合(Duffusion bonding) 。 5-4

▲因產生壓力來源的不同可分為下列三種形式: 1.氣體壓力鍵結(Gas pressure bonding) 當兩工件緊密接觸後，在加熱期間逐漸加大以惰性氣體為介質所提供的壓力，直到可以產生接合所需之值，如圖5.19所示 2.真空熔化鍵結(Vacuum fusion bonding) 在真空環境中，壓力源以機械式取代惰性氣體，適用於鋼鐵材料的接合 3.共融合金熔化鍵結(Eutectic fusion bonding) 5-4

▲主要應用於原子、航太和電子工業，或切削刀具的塗層(Coating)的被覆等 5-4

5.5 軟銲和硬銲 ▲軟銲(Soldering)是指將銲料加熱熔化，置入欲接合的兩工件之間，藉由毛細作用將工件接合在一起的方法。 5.5　 軟銲和硬銲 ▲軟銲(Soldering)是指將銲料加熱熔化，置入欲接合的兩工件之間，藉由毛細作用將工件接合在一起的方法。 ▲軟銲所使用的銲料為錫合金或鉛合金，故又稱為錫銲。 5-5

▲軟焊的優點: 為銲接溫度較低 工件受熱變形的問題較小 且錫合金凝固後防漏性高 ▲缺點 缺點是銲接強度較弱 ▲主要用於薄片金屬、日用器具、電子線路的連接 及防漏修補等。 5-5

▲硬銲(Brazing)和軟銲的原理相同，並合稱為鑞接。 ▲軟銲和硬銲可根據熔化銲料的熱源不同而分為: 1.火炬軟銲法(Torch solidering，TS)及火炬硬銲法(Torch brazing，TB) 2.電阻軟銲法(Resistance solidering，RS)及電阻硬銲法(Resistance brazing，RB) 3.爐式軟銲法(Furnace soldering，FS)及爐式硬銲法(Furnace brazing，FB) 5-5

4.感應軟銲法(Induction soldering，IS)及感應硬銲法(Induction brazing，IB) 5.浸式軟銲法(Dip soldering，DS)及浸式硬銲法(Dip brazing，DB) 6.雷射軟銲法(Laser soldering，LS)及雷射硬銲法(Laser brazing，LB) 5-5

5.6.1 電子束銲法(Electron beam welding，EBW) 5.6　 其他銲接 5.6.1　電子束銲法(Electron beam welding，EBW) ▲電子束銲法是利用高電壓將電子槍內的鎢或鉭陰極激發出電子，並在真空環境中被陰極、柵極和陽極之間的電場加速成為高速的電子束，形成具有高的能量密度，當它撞擊到欲施銲的工件時，動能快速轉變成為熱能，使工件銲接處的材料熔化而完成接合，如圖5.20所示。 5-6

▲電子束銲法是屬於精密銲接，常用於航太、核子、 飛彈及電子等工業。 ▲電子束銲法是屬於精密銲接，常用於航太、核子、 飛彈及電子等工業。 ▲電子束銲法具有下列的優點: 穿透力很強，銲道的寬度可為窄狹而深(深寬比可高達20：1) 熱量集中，工件材料的熱影響區小 工件的殘留應力小 5-6

不需填料及銲劑，不會發生氧化或氮化，故工件材料可保持原有的強度及耐蝕性 熱傳導率良好的材料不需預熱即可銲接，例如鋁、鎂等合金 適合銲接高熔點的材料，例如鉭、鎢、錮、鈦等合金 可用於其他銲法無法銲接的材料，例如耐火材料等 可銲接不同的工件材料，例如銅與不銹鋼的接合 不受工件幾何形狀的限制，不論薄、厚、複雜形狀或工件深部都可以施銲 銲接完成的工件不需進一步施加熱處理 5-6

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▲缺點則有: 設備成本很高。 需特別注意工作環境，例如其他磁場的干擾，有害輻射線X-ray等的產生，或高電壓的安全性等。 必須在真空環境中才能有效地對電子束加速。 工件大小受限於真空室的容量。 設備及夾具需特別保養及處理。 5-6

對有些材料會產生特殊的缺陷，又對在真空中易蒸發的鋅、鎘等材料並不適用。 銲接完成的工件若有缺陷發生時，修補甚為困難。 5-6

5.6.2 雷射束銲法(Laser beam welding，LBW) ▲雷射(Laser)是由Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的每一個字的第一個字母組合而成，意思是藉由激發輻射線而放大的光。 ▲雷射束銲法是利用高平行度的單色光聚焦後，形成一道狹窄而密集的雷射束，其能量可轉變成為高熱能後將工件材料熔化以進行接合，如圖5.21所示。 5-6

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▲雷射束銲法的應用有下列兩種方式: 1.熱傳導式銲接 2.深孔銲接 5-6

▲雷射束銲法的優點有: 能銲接物理性質相差很大的兩種不同工件材料 熱源集中，工件的熱影響區小，一般銲道寬不超過0.025 mm，故變形小且不損害材料的機械性質 銲接過程中沒有銲濺等的產生 雷射束可以投射到很遠的距離，且能量不致衰減 因定位精確，容易實現自動化 不受磁場的影響，可用來銲接磁性材料 5-6

▲缺點則有: 銲接條件的限制很多，工件表面的前加工要求很重要。 若工件較厚而熱傳導性不夠大時，會因為過多雷射束能量的累積，導致工件表面蒸發而形成銲接缺陷。 設備成本高。 屬高能量電磁波的形式之一，尤其容易對人體的眼睛和皮膚造成傷害，需特別注意防護。 5-6

▲目前雷射束銲法的應用大都是在太空、國防及電子工業等。 ▲雷射束尚可用在切割加工方面，稱之為雷射束切割(Laser beam cutting，LBC)，所切割的溝槽很窄，屬精密加工。 5-6

▲雷射束銲法優於電子束銲法之處有: 不需要真空環境，在空氣中即可進行雷射銲接 不會產生X-ray等有害輻射線 能夠定形，可利用光纖傳送雷射束，故易於自動化 雷射設備成本相對比較低 可形成類似自動銲接系統，對操作人員的技術層次要求較低 5-6

5.6.3 電熱熔渣銲法(Electroslag welding，ESW) ▲電熱熔渣銲法是將塗料銲渣填滿於銲道上，以阻止銲道和空氣的接觸。 ▲利用熔極式銲條與工件接觸，通電產生電弧來加熱熔渣，當電弧熄滅後，具導電性的熔渣可藉由銲條與工件間的高電阻作用使銲條與工件材料繼續熔化，並於凝固後接合成一體，如圖5.22所示。 5-6

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▲電熱熔渣銲法的優點有: 金屬堆積率高，對厚材料的銲接可一次完成 屬於自動銲接法，操作容易 工件接合面的加工處理簡單 銲接缺陷及變動都較小，銲接品質高 5-6

▲缺點則有: 只適用於立銲位置 銲道需一次完成，分段施工會有困難 銲接鋁合金、不銹鋼等材料時，所得到的銲接品質極差 5-6

5.6.4 鋁熱銲法(Thermit welding，TW) ▲鋁熱銲法是唯一利用放熱化學反應以獲得高溫的銲法。 5-6

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▲進行過程為先利用蠟模型包覆耐火砂，然後加熱使蠟熔化得到夾持工件的鑄模，其中需有通氣孔及冒口的設計，以便使鐵液進入鑄模空穴時，原先存在的氣體能順利排出，以及提供補充鐵液凝固時的收縮量，另外工件接頭處需先預熱，如圖5.23所示。 5-6

5.7 銲接處理 5.7.1 缺陷與防治 ▲常見的銲接缺陷可分為下列三種類型加以說明 1.冶金方面的缺陷 5.7　 銲接處理 5.7.1　缺陷與防治 ▲常見的銲接缺陷可分為下列三種類型加以說明 1.冶金方面的缺陷 →裂縫(Crack)：為銲接中最常見且為最嚴重的缺陷 →氣孔(Cavity)：會影響工件強度及氣密性。利用改善銲條性質，清潔銲接的接合處表面及控制溫度等，使氣體有充分的時間逸出，可避免氣孔的產生 5-7

→偏析(Segregation) :為銲道中合金材料的成分元素 分布不均的現象 →夾渣(Inclusion)：為雜質進入銲道中，會影響銲 接強度，使用可產生浮渣的銲接方法及降低銲接 速率等加以改善 2.力學方面的缺陷 (1) 殘留應力(Residual stress) (2) 變形(Distortion) 5-7

3.其他缺陷 熱影響區(Heat affected zone，HAZ)： 銲接過程中若包含熔化工件接合處的材料，當其冷卻凝固 時會形成新的結晶組織。但有一部份的熱能會傳到熔融區週遭的固態工件材料，若因而造成與原先材料微結構不同的組織時，此部位即稱為熱影響區，如圖5.24所示 5-7

(2) 偏弧(Arc blow) : 使用直流電銲接時，所產生的電弧較不穩定，會有偏向一邊的現象 (3) 銲蝕(Under cutting) : 指銲道附近的材料被融化，將導致工件厚度減小及強度降低 (4) 滲透不足(Lack of penetration) : 金屬溶液未能有效地滲透到銲道根部

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5.7.2 檢驗與測試 1.非破壞性檢驗(Nondestructive inspection) 5.7.2　檢驗與測試 1.非破壞性檢驗(Nondestructive inspection) 2.破壞性測試(Destructive testing) 5-7

5.7.3 安全與管理 ▲銲接加工的工作環境比較差，常有煙塵、高溫、高電壓、強光、輻射線、毒氣等產生。 5.7.3　安全與管理 ▲銲接加工的工作環境比較差，常有煙塵、高溫、高電壓、強光、輻射線、毒氣等產生。 ▲若是對使用銲接方法的原理及特性不夠了解或操作不當時，即可能發生火災、爆炸、灼傷、中毒、電擊、視力受損等危險。 ▲銲接時必須要求操作人員充分了解所使用銲接方法的特性、設備的功能、可能發生的問題及危險的所在。 5-7

▲人員一定要配戴合適的防護裝備，例如護目鏡、 面罩、防護衣物及皮或石棉手套等。 5-7

5.8 機械式緊固 1.非永久性接合且用於方便拆裝者 2.永久性或半永久性並以固定或半固定接合且用於不考慮拆裝為目的者 5.8　 機械式緊固 1.非永久性接合且用於方便拆裝者 以螺紋緊固(Threaded fastener)為主 2.永久性或半永久性並以固定或半固定接合且用於不考慮拆裝為目的者 最常見的是鉚釘(Rivet)，其他如鎖扣(Staple or Stitch) 5-8

5.9 黏著接合 ▲黏著接合(Adhesive bonding)通常是指利用黏著劑為媒介，使兩固體工件的接觸表面間產生黏著作用而不再分離。 5.9　 黏著接合 ▲黏著接合(Adhesive bonding)通常是指利用黏著劑為媒介，使兩固體工件的接觸表面間產生黏著作用而不再分離。 ▲黏著劑有些是液態，有些是固態，主要的原料種類有: 1.天然原料 2.無機原料 3.合成有機原料 5-9

▲黏著接合的優點有: 可使負載分佈到較大範圍，降低平均應力值。 適用於有些性質差異很大的異種材料間的接合。 適用於銲接或機械式緊固無法接合的薄層、易脆或多孔材料。 任何尺寸及形狀的工件均可接合。 接合設計較簡單，不需製孔等加工，故無應力集中或熱影響區等問題。 5-9

有些黏著劑本身具有彈性本質，可產生密封效果，亦可吸收振動能，增加產品耐疲勞能力。 可產生平滑且具曲線的接合面，外觀良好。 有些黏著劑本身具有彈性本質，可產生密封效果，亦可吸收振動能，增加產品耐疲勞能力。 具絕緣特性，可預防不同電位差的金屬間發生腐蝕。 成本較其他接合方法為低。 5-9

▲黏著接合的限制或缺點有: 對接合表面清潔的要求非常嚴格。 有時需施加壓力協助接合作用，且較為費時。 組合零件的定位要精準，故常需鑽模與夾具的配合。 黏著劑一般不耐高溫，在240 ℃(400 ℉)以上即可能失去接合強度。 接合後即無法再拆解。 有些黏著劑會產生不佳氣味或引起燃燒、中毒等危險。 5-9