銲接裂紋的種類與防止措施
銲接裂紋的種類繁多，產生的機構與敏感條件也各不相同，有些銲接裂紋在銲後會立刻出現，有些則可能在銲後依段時間後才產生，也有些昰在使用過程中，在一定的外界條件誘發下產生。因此，銲接裂紋的複雜性使得銲接裂紋缺陷比其他的銲接缺陷的預防更加困難。
銲接裂紋大多按照裂紋之產生的部位、型態與發生之機制來分類。圖1乃常見銲接裂紋的發生部位與型態。表1與表2分別顯示一般熱裂紋與冷裂紋發生原因與防止措施。當我們足夠清楚掌握各種銲接裂紋的基本知識之後，我們不難發現，銲接裂縫缺陷是可以透過充分的銲接設計與施工來預防的。例如，主要構材之銲道起點與終點應銲上與母材同樣材質之導銲板，再予銲接即可防止銲接缺陷發生，最後再將首尾之導銲板予以切除並磨平，而溢銲部位則視需要予以磨平以免應力集中。其避免或減低之改善措施與方法包括了徹底依照標準與規格要求來施工，以及銲後可由目視、使用銲道規或認可之樣本比較等方法測出，再來補強與修正。
編號 | 裂紋位置與名稱 |
1 | 銲道縱向裂紋 |
2 | 銲道橫向裂紋 |
3 | 熔合區裂紋 |
4 | 銲道根部裂紋 |
5 | 熱影響區裂紋 |
6 | 銲趾裂紋 |
7 | 銲道下裂紋 |
8 | 層狀撕裂 |
9 | 弧坑縱向裂紋 |
10 | 弧坑橫向裂紋 |
11 | 弧坑星形裂紋 |
表1 常見熱裂紋發生原因與防止措施 高 溫 龜 裂 發 生 原 因 防 止 措 施 開槽斷面形狀不良 確認深/寬之危險比例，約1.2~1.8就會發生銲接裂紋 電流值過大，一次滲透太深 1.在不造成滲透不足的情況下，降低電流值 2.調整TIP與母材間距，降低電流值 3.熔填量有要求時，改用較細銲材 4.電流值不能降低時，調整開槽角度、間隙、擺幅、電壓或銲槍角度使銲道滲透較寬與較淺 電壓太低，銲道寬度太窄，最後凝固區熔於銲道內部 1.選擇較高電流，來改善凝固狀態 2.適用電壓範圍小時，以調整擺幅與銲槍角度來配合 銲接速度太快，柱狀晶對向凝固 1.降低移行速度 2.選擇適當電流與電壓 開槽角度太窄產生梨形銲接裂紋 增大開槽角度、根部間隙加大、調整擺幅和電壓 遮護氣體成分不當 較窄之開槽或大電流銲接情況應使用適當比例之混合氣 銲槍角度太大 減少銲槍角度(垂直±20°) 熔坑處理不當 1.使用導銲板，使銲坑在導銲板上 2.研磨或鑿削方式除去熔坑缺陷 3.熔坑除去後以後退法續銲 假銲處理不當 1.開槽內盡量不要假銲 2.選擇適當的假銲銲接條件(預熱、增加入熱量、減少冷卻速度) 拘束力太強 1.避免過大拘束力、考慮銲接順序 2.厚板或雙面銲接之第一道銲接可適度提高入熱量 3.施行預熱(250~ 300℃ )以降低應力 電弧不安定 1.清除表面之油脂、銹和油漆 2.確保氣體之遮護效果 3.調整送線系統 4.充分執行銲材管理 5.電氣系統之維修
表2 常見熱裂紋發生原因與防止措施
低
溫
龜
裂 | 發 生 原 因 | 防 止 措 施 |
母材熱影響區硬度過大 | 確認熱影響區發生銲接裂紋之危險值(Hmax £ 350 Hv ) | |
母材易於硬化 | 選用碳當量Ceq和龜裂敏感性Pcm較低之母材 Ceq(%)=C+Si/24+Mn/6+Ni/15+Cr/5+Mo/4 Pcm(%)=C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/15+5B | |
冷卻速度太快 | 1.銲件之熱容量較小時(薄板/小銲件)，提高入熱量 2.大型銲件，採用適當預熱處理條件 3.複雜形狀銲件預熱與銲後熱處理 | |
銲接處表面有油脂、水、銹和油漆附著 | 1.清潔銲接處表面 2.銲後加熱銲道使氫逸出 | |
氣體遮護不良 | 檢查供氣系統 | |
板厚太大、銲道太短 | 盡量設計較長之銲道 | |
入熱量太小，冷卻速度太快 | 1.許可範圍內提高入熱量 2.適用加熱處理來降低冷卻速度 | |
銲趾產生應力集中 | 1.避免銲道相交之設計 2.銲道需要修補時先行預熱 3.起弧和熔坑不要落於繞邊銲道與轉角處 | |
銲接變形過大 | 1.選擇角變形較小之銲接設計 2.進行適當之預熱處理 3.銲接金屬強度不可高於母材太多 4.盡量施行對稱之雙面銲接 5.銲趾形狀不良或補強太高以研磨機去除 |
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