4-1　接合加工的分類.

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1 4-1　接合加工的分類

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3 冶金式接合法(metallurgical joining)
利用加熱或加壓方式使接合件間非常接近，藉由相鄰的原子或分子間相互吸引所產生的結合力形成冶金鍵結，接合後便結合成一體，用於金屬材料的接合。 黏著劑接合法(adhesive joining) 利用黏著劑作為媒介，分別與接合件形成接合而達到將分離的組件結合。

4 4-2　銲接的定義與分類 將兩件或兩件以上的金屬或非金屬銲件，在其接合處加熱至適當溫度，使該接合部位之材料徹底熔化，並藉由添加填料或不添加填料，待銲件與填料冷卻凝固後而結合成一體；或者在半熔化狀態施加壓力；或是僅使填料熔化，而銲件本身並不熔化；或在銲件再結晶溫度以下施加壓力，使接合部位相互結合為一體。

5 銲接的分類： 氣體銲接。 電弧銲。 電阻銲。 固態銲接。 軟銲。 硬銲。 其他銲接法。

6 以上所列之各種銲接法，又可分為下列三大類：
熔融銲接(fusion welding)：藉由銲件接 合部位熔化而達成接合者，包括氣體銲 接、電弧銲以及其他銲接法三大類。 壓接法(pressure welding)：藉由對銲件 接合部位施加壓力而達成接合者，包括 電阻銲與固態銲接兩大類。 鑞接法：利用熔點較銲件低的異質材料 填加於銲件接合部位而達成接合者，又 稱為低溫銲接：包括軟銲與硬銲兩類。

7 4-3 氣體銲接 空氣乙炔氣銲法(air acetylene welding, AAW)，利用乙炔與空氣混合燃燒所產生的火焰來施銲。
4-3　氣體銲接 空氣乙炔氣銲法(air acetylene welding, AAW)，利用乙炔與空氣混合燃燒所產生的火焰來施銲。 氧乙炔氣銲法(oxy acetylene welding, OAW)，利用氧氣和乙炔混合燃燒所產生的高溫火焰來施銲。 氫氧氣銲法(oxy hydrogen welding, OHW)，利用氫氣和氧氣混合燃燒所產生的高溫火焰來施銲。

8 壓力氣銲法(pressure gas welding, PGW)，利用其他的燃料氣體，包括：乙烯、煤氣、苯或是液化石油氣等。

9 氣銲具有下列之優點： 設備費用低。 設備簡單，移動方便，不需電力供應即 可施銲。 可以銲接較薄的工件。
設備簡單，移動方便，不需電力供應即 可施銲。 可以銲接較薄的工件。 可銲接鑄鐵以及部份有色的金屬，用途 很廣。 熱量調節之自由度很大。

10 氣銲亦有下列之缺點： 熱量較不集中，造成銲件之熱影響區以 及變形量較大。 生產效率低且不適用於較厚銲件。 氣體有爆炸的危險，安全顧慮較大。
熱量較不集中，造成銲件之熱影響區以 及變形量較大。 生產效率低且不適用於較厚銲件。 氣體有爆炸的危險，安全顧慮較大。 火焰中的氧和氫等氣體會和熔化的金屬 起反應，降低銲接品質。 不易達成自動化。

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12 氧乙炔氣銲 2C2H2＋5O2 → 4CO2＋2H2O＋熱 純乙炔焰：氧氣不足，因此燃燒不完全，溫度很低。
還原焰：乙炔供應量多於氧氣所形成的火焰用於加熱，適合一般軟銲的加熱。

13 中性焰：氧氣和乙炔供應剛好達平衡時，氧-乙炔的比例是2.5：1，乙炔完全燃燒，用於輕金屬的硬銲與軟銲，以及鑄鋼、鉻鋼與鎳鉻鋼等的銲接。
氧化焰：再調大氧氣供應量，使火焰之白色內焰心變短，氧氣供應過剩，所以較少被採用。

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15 4-4　電弧銲 電弧銲(arc welding)最初在操作時是使用碳棒作為電極，當二支碳棒以適當的電源接上時(最初是以直流電源為主)，連接於負極之碳棒，稱為陰極(cathode)；連接於正極之碳棒則稱為陽極(anode)。當兩電極輕輕接觸後隨即分離一小段距離，在兩電極間的空氣被電離而產生放電光束，稱之為電弧(arc)，該電弧的溫度可達到3000℃以上，可用以將兩銲件之接合部位以及所加入之填料予以熔化，當凝固後形成銲道而達成接合。

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17 4-4-1　遮蔽金屬電弧銲

18 4-4-2　氣體鎢極電弧銲 氣體鎢極電弧銲(gas tungsten arc welding, GTAW)是一種利用非消耗性的鎢棒作為電極，與銲件之間產生電弧，藉以加熱銲件接合部位。同時於銲槍的噴嘴通出惰氣或惰性混合氣體(如氬、氦等惰性氣體)，以保護熔融狀的熔池避免被氧化，待凝固後即形成銲道。在銲接厚板時，可添加填料(銲條)。

19 氬銲的優點： 電弧比較穩定而安靜。 不會與銲件金屬反應，亦不會溶於銲道 中。 不需使用銲藥。 電弧電壓較低，所產生的熱量較少。
不會與銲件金屬反應，亦不會溶於銲道 中。 不需使用銲藥。 電弧電壓較低，所產生的熱量較少。 不需昂貴的器材。 適用範圍廣且可得良好銲接品質。 施銲時受橫向風力及氣流的影響小。

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21 但是氬銲也有一些限制： 銲接堆積率低且速率慢，不適於厚板的 銲接。 鎢棒電極容易沾上熔池的金屬，需拆下 加以磨除或更換。
銲接堆積率低且速率慢，不適於厚板的 銲接。 鎢棒電極容易沾上熔池的金屬，需拆下 加以磨除或更換。 氬、氦等惰氣的價格較高。 不易達到自動化。

22 4-4-3　氣體金屬極電弧銲

23 4-4-4　包藥銲線電弧銲

24 4-4-5　潛弧銲

25 潛弧銲具有下列之優點： 可採用大電流施銲，以獲得高金屬堆積 率。 無電弧強光及噴濺，因此不需穿防護衣 和戴面罩。
可採用大電流施銲，以獲得高金屬堆積 率。 無電弧強光及噴濺，因此不需穿防護衣 和戴面罩。 可藉銲藥或銲線包藥方式，添加合金元 素於銲道。 能施行單面銲接，滲透力強，銲道品質 佳。 適合厚板銲接，接頭開槽較小，節省銲 接材料。

26 潛伏銲的缺點： 只限於平銲及平角銲，當銲件縱向傾斜8° 以上時，即無法施銲。 施銲時無法觀察到熔池，以致銲道的好壞 無法即時察覺。
只限於平銲及平角銲，當銲件縱向傾斜8° 以上時，即無法施銲。 施銲時無法觀察到熔池，以致銲道的好壞 無法即時察覺。 設備費用昂貴。 銲接電流密度高，入熱量大。 不適合銲接較薄的板件(厚度6mm以下)。 銲藥容易受潮而產生氣孔，烘乾費時。 短銲道或構造複雜的銲件較難施銲。

27 4-4-6　植釘銲法

28 4-4-7　電離氣電弧銲 電離氣(plasma)又稱電漿，是氣體分子在高溫電弧中所形成的一種離子態氣體，其溫度可達24000℃，且熱傳導性甚高，被視為物質的第四態。

29 利用電漿作為熱源來施銲，其方式是將能夠電離的氣體(通常為氬、氦或氫氣等)，引導氣體流經銲槍噴嘴內正負兩極間的直流電弧，氣體分子受到電弧的高溫加熱而分裂成帶電的高溫高壓離子態的電離氣和電子，隨同電弧經銲槍噴嘴高速噴出至銲件表面，當電離氣和常溫的銲件接觸時，電離氣與電子再度結合為氣體分子，並釋放大量的熱量，產生的高溫即可將銲件熔融而接合。

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32 PAW的優點： 電弧集中而穩定，熱效率高且滲透深， 銲件之熱影響區小。 銲道較深且較窄，銲件變形較小。 更適合較薄的銲件。
電弧集中而穩定，熱效率高且滲透深， 銲件之熱影響區小。 銲道較深且較窄，銲件變形較小。 更適合較薄的銲件。 鎢電極較不易接觸到銲件而沾染到銲件 金屬。 電漿束方向可加以控制，保護氣體之效 果優良。

33 供電離之氣體，無任何限制，空氣、氬. 氣、氦氣、氫氣、氮氣等皆可使用，亦. 可使用混合氣。一般都採用氬-氫混合
供電離之氣體，無任何限制，空氣、氬 氣、氦氣、氫氣、氮氣等皆可使用，亦 可使用混合氣。一般都採用氬-氫混合 氣或氮-氫混合氣，其中氫氣含量約為 10%～35%。

34 4-5　電阻銲

35 電阻銲的優點： 設備簡單且操作容易，適合大量生產製 程。 不需添加填料與銲藥。 不會產生電弧和煙塵，較無污染。
設備簡單且操作容易，適合大量生產製 程。 不需添加填料與銲藥。 不會產生電弧和煙塵，較無污染。 銲接速度快，銲件的熱變形與熱影響區 均較小。 適用於薄板銲接，尤其板金工作。且銲 件精度較易控制。

36 4-5-1　電阻點銲法 電阻點銲法(resistance spot welding, RSW)是電阻銲中最普遍的一種，主要應用在薄板金屬的接合，可取代鉚接、氣銲或其他的銲接方法。

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38 4-5-2　電阻浮凸銲法

39 4-5-3　電阻縫銲法

40 4-5-4　端壓銲法

41 4-5-5　閃光銲

42 4-5-6　衝擊銲

43 4-6　固態銲接 銲接過程中沒有使用電弧、火焰、高能量束或電阻來加熱銲件，此類銲法的銲件是在常溫狀態，或用上述加熱方法以外的其他方法使銲件達到某一溫度，但溫度都未達銲件的熔點。若需加熱也只達到兩銲件能連接在一起的程度，一般都以施加壓力於接合面上，並不需要填料便能使銲件接合。固態銲接約可分為九種，包括：摩擦銲接、爆炸銲接、超音波銲接、高週波銲接、鍛壓銲接、氣體壓銲接、冷壓銲接、擴散銲接以及滾銲法等。

44 4-6-1　摩擦銲接

45 4-6-2　爆炸銲接

46 4-6-3　超音波銲接

47 超音波銲優點： 適用於異種金屬銲接。 不會產生電弧或火花，所以沒有銲渣及 噴濺，銲道外觀良好。
不會產生電弧或火花，所以沒有銲渣及 噴濺，銲道外觀良好。 銲道不會吸收空氣中的活性氣體，因此 不易氧化。 銲接迅速，效率很高。 銲接品質受銲件表面清潔與否的影響不 大。

48 4-6-4　高週波銲接法

49 4-7　軟銲與硬銲 將銲件與填料同時加熱至低於銲件熔點，但高於填料熔點的溫度。使填料熔化成液態，再利用毛細作用，填入接合面夾縫中，填料凝固後將銲件接合。軟銲與硬銲一般統稱為「鑞接」。 軟銲與硬銲乃以施銲溫度來區分，溫度在800℉(427℃)以下者，稱為軟銲；溫度在800℉(427℃)以上者，稱為硬銲。

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51 4-7-1　軟銲 又稱為「錫銲」，多應用於薄板金製成的日用器具、防漏修補、低電阻接頭、電子產品線路連接以及容器儲槽等。適用的銲件材料以鉛、鍍錫鐵皮(馬口鐵)、鍍鋅鐵皮、銅合金、鋁合金以及不銹鋼等為主。由於銲接溫度較低，所以銲件較不易變形，且防漏性高，但是銲接強度較弱。

52 包括：銲炬軟銲、電阻軟銲、爐式軟銲、感應軟銲、浸式軟銲、紅外線軟銲、烙鐵軟銲以及波動軟銲等。

53 4-7-2 硬銲 又稱為「銅銲」或「銀銲」，操作溫度較高，接合強度亦較軟銲為高，工業上常用的金屬都能適用。
4-7-2　硬銲 又稱為「銅銲」或「銀銲」，操作溫度較高，接合強度亦較軟銲為高，工業上常用的金屬都能適用。 熱源不同分為十一類，分別為：電弧硬銲、銲炬硬銲、電阻硬銲、爐式硬銲、感應硬銲、浸式硬銲、紅外線硬銲、擴散硬銲、熱塊硬銲、流動硬銲以及雙碳極電弧硬銲等。

54 4-8　特殊銲接法 4-8-1　雷射光銲接 正常狀態下的原子或分子是處於低能階的「基態」，當這些原子或分子受到光源照射或其他能量作用時，其電子會由靠近原子核內層的低能階躍升到外層的高能階上，該原子因受到激發作用而獲得能量，於是稱之為處於高能階的「受激態」，此過程稱為「受激吸收」。

55 一受激態的原子受到一光子作用，由高能階降回低能階，並釋出另一具有相同相位與波長的光子，稱為「受激輻射」。如果將此作用限制在某一固定範圍內，使原子持續地被激發、然後放出光子，再激發其他已被激發的原子放出更多的光子，於是光子數目呈倍數地增加。這些波長與相位皆相同的光以平行的方式射出，即為雷射光。

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57 雷射光銲接的優點： 不會產生煙塵，也不會有噴濺的情形。 並可在大氣中施銲。 能銲接兩種物理特性相差很大的金屬。
不會產生煙塵，也不會有噴濺的情形。 並可在大氣中施銲。 能銲接兩種物理特性相差很大的金屬。 能量不易因距離較遠而有所損失。 可銲微小以及薄的銲件。 不需添加填料。 可精確定位，容易銲接自動化。

58 雷射光銲接雖然具有諸多優點，但仍有以下的限制：
銲件需要良好的密合，以致前置加工非 常重要。 若工件的熱傳導性不佳，會使銲件表面 蒸發或造成熱衝擊厚度受到限制。 設備非常昂貴，且耗材費用高。 雷射光多為不可見光，必須注意工作環 境的安全維護。 不適用於銲接對雷射光反射率高的金 屬，如金、銀、銅以及鉬等。

59 4-8-2　電子束銲接 電子束銲接(electron beam welding, EBW)是在真空室中以一鎢或鉭製成的陰極燈絲，經通電後藉由電阻加熱至2500℃，甚至更高溫度後，放出熱電子，再受到與陽極之間附加的高電壓(通常為30～200kV)所形成的電場，加速成能量高且速度快的電子流，再藉電磁聚焦線圈(electromagnetic focusing coil，或稱“磁透鏡”magnetic lens)的收束，

60 以及電磁偏向線圈(magnetic deflection coils)的偏向作用，使成為直徑0. 1～1
以及電磁偏向線圈(magnetic deflection coils)的偏向作用，使成為直徑0.1～1.0mm的高能量密度電子束，當電子束撞擊銲件表面時，將動能急速轉成熱能，使材料熔融甚至汽化而達成接合。

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64 電子束銲接具有以下之優點： 能量密度高，熱量集中，使得銲道寬度 窄而且滲透深。

65 不需添加填料，直接由銲件接合面熔融後即可接合。
可以得到純度高的銲道，亦不會引起銲件氧化或氮化。 熱傳導率良好材料，不需預熱即可局部銲接。 穿透深又尖銳且適用於極薄板乃至於厚板的高速銲接。 銲件可先經精密加工後再施銲。 可適用於異種金屬銲接。 對於形狀複雜或深部的接合銲件仍可施銲。

66 電子束銲接雖有上述多項優點，但仍有以下的限制：
設備費用高昂。 由於真空室的容量有限。 接合面的定位精度要求嚴格。 銲道開槽精度與接合面間隙一致性的要 求很高。 電流、電壓、銲速以及焦點位置均需加 以控制。

67 銲件接頭必須脫脂清洗完全。銲接室以 及夾具等需要加以防銹處理。
銲接過程中無法立即修正。 需要預先加以消磁。 不適用在真空中容易蒸發的金屬。

68 電子束銲接型式： 高真空式：真空室的真空度在10-3torr 以上。能量較為集中，所得銲道之滲透 最深，熱影響區最小。
低真空式：真空室之真空度在25 torr～ 10-3torr間。銲道滲透較淺。 非真空式：其電子鎗仍在真空室內，但 銲件放置在大氣中施銲。能量集中度最 低，滲透也最淺。

69 4-8-3　電熔渣銲接與電熱氣銲接 電熔渣銲接(electro slag welding, ESW)是一種銲件垂直銲接的銲法。其原理是利用兩直立銲件留有一直立縫隙，兩側以銅擋板(需通冷卻水)罩住，並於底部裝置墊板。施銲時先將銲劑填入銲縫，由上方送入可消耗式銲線作為電極，在起銲後電極產生電弧，並將銲劑熔成熔渣，而後電流仍流經熔渣，並藉由熔渣之電阻熱進一步熔化銲線與母材，銲線持續地送入並熔化。

70 電熱氣銲接(electro gas welding, EGW)之原理與電熔渣銲接大致相同，不同點僅在於電熱氣銲接是利用二氧化碳作為保護氣體，其銲線可為實心或包藥銲線。

71 此兩種銲法可單銲條填充，也可多銲條填充，它具有下列之優點：
金屬堆積率高，可一次完成厚材料之銲 接。 對接合面之加工要求低，從切割面至銑 削面均可施銲。 屬自動化銲接，技術簡單操作容易。 銲件水平方向及垂直方向之變形均小。 銲接缺陷少，銲接品質高。

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73 此類銲法亦有以下之限制： 只適合於立銲，其它位置銲法無法使 用。 施銲時必須一次完成，若中途停止再起 動將造成施工困難。
只適合於立銲，其它位置銲法無法使 用。 施銲時必須一次完成，若中途停止再起 動將造成施工困難。 不適於銲接鋁合金及不銹鋼等金屬。

74 4-8-4　鋁熱料銲接 鋁熱料銲接(thermit welding, TW)係利用熱料(通常為鋁粉)與金屬氧化物(通常為氧化鐵)在發生化學反應時，放熱並產生過熱金屬液，再將其填入銲件接縫中，達成接合目的。 8Al＋3Fe3O4 → 9Fe＋4Al2O3＋熱

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77 4-9　黏著劑接合法 黏著劑接合法是將液體黏著劑填充於兩接合面之間，利用液體與接觸之固體表面間的分子產生阻止界面分離之結合力，在黏著劑固化後即達成接合目的。固化通常藉由加熱作用、或施加壓力或觸媒所引發。

78 黏著劑接合法具有以下之優點： 適用於同類或不同類材料。 所有尺寸與外形的組件均可接合。
對於無法以機械接合或銲接的薄且易脆 的材料，亦可適用。 受力時應力均勻分佈於工件接合面上。 接合面可達密封效果。 可吸收震動或產生彈性接合。

79 多在常溫下施工。 成本較其他接合方法為低。 黏著劑之重量明顯較輕。接合面設計較 簡單。 可提供接合件之間的電子絕緣，傳導或 半導體特性。

80 黏著劑接合仍有以下的限制： 不適合高溫與高負荷環境下使用。 接合面需做好去除灰塵與油污等清潔工 作。 有時需加以熱壓或需要相當長的固化 期。
接合面需做好去除灰塵與油污等清潔工 作。 有時需加以熱壓或需要相當長的固化 期。 接合件要定位精準，因此常需要額外的 夾治具。 接合面之缺陷不易以非破壞性檢測方式 測得。 不似機械接合般可任意拆解。

81 黏著劑的類別： 天然原料黏著劑(natural adhesive)：包括樹膠、樹脂、樹漿、瀝青、糊精、酪蛋白、黃豆粉以及動物性產品如血液和骨膠等。接合強度不高。

82 有機系黏著劑(organic adhesive)：包括熱塑性塑膠：聚乙烯聚合物、苯乙烯聚合物、飽和多脂、壓克力、多烯烴以及尼龍等。熱固性塑膠：丙烯酸聚合物、酚甲醛樹脂、尿素甲醛樹脂、環氧樹脂、聚胺樹脂以及矽膠等。接合強度強。

83 無機系黏著劑(inorganic adhesive)：包. 括可以和水反應而硬化的水泥類與石膏. 類；可以產生化學反應而硬化的磷酸鹽