Meissner 發現 Al-Zn-Mg 合金經淬火、時效處理後與其它鋁材相比具 有很高的強度比[3]。日後學者並以此基礎發展出多種熱處理方式[4-5]， 並對合金之強度、耐應力腐蝕能力、斷裂韌性、力學性能進行合金性 能的世代優化演進。因此，高強度鋁合金在發展過程上，亦依循著高 強度需求不間斷地開發，從高強度、低韌性高強度、高韌性高強 度 、 高 韌 性 與 耐 腐 蝕 方 向 發 展 ； 在 熱 處 理 調 質 度 開 發 上 亦 由 T6T73T76T763T77 方向發展[6]，如圖 1-1 所示；而在合金設 計上則合金化程度越來越高，鐵、矽等雜質含量越來越低，微量過渡 元素的添加趨於合理化，最終鋁合金在強度上大幅地提升並同時保證 其具有的優異綜合性能[7]。然而鋁合金為具有高熱傳導與熱膨脹係數 之材料，在銲接製程中銲道周圍猶如經歷一次或多次短暫熱處理過 程，此區域之材料組織與其原材性質迥然不同，而因其合金成份的複
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雜性易形成共晶相組織，在銲接製程使其合金成份對共晶溫度產生銲 接熔池凝固溫度範圍變大，導致銲接缺陷衍生亦直接衝擊整體之銲件 品質。因此，多位學者針對元素添加對銲接性影響提出一系列探討，
如合金中含有高的 Cu、Mg 含量其銲接性不佳；然僅含高的 Cu 或高 的 Mg 含量之鋁合金，其銲接性甚佳。因此，本研究係針對高強度鋁 合金及鋁抗合金來評析並比較其銲接性。
圖1-1 鋁合金熱處理調質度發展方向[6]
鋁及鋁合金材料憑藉其各項優異的材料特性，使其成為除了鋼鐵 外之另一重要金屬材料。面對地球能源短缺及地球環保日益嚴重的問 題下，在工業界方面正逐漸以重量輕且具有高強度的材料來取代笨重 的鋼鐵材料，以節省地球能源的支出，尤其是以需耗用大量能源的運 輸工具最為明顯。載具輕量化之綠能設計亦是現階段最為迫切節能需 求，因此設備元件的接合儼然成為須具備的技術能量，現今國內鋁合 金銲接技術已廣泛地運用於先進設備產業，如半導體、太陽能與航 太、國防工業的設備元件需求，進而成為鋁合金發展的重要方向。
一般而言，2xxx 與 7xxx 系列之鋁合金主要藉由適當熱處理來改 善並增進其綜合性能。銲件銲後熱處理後，在材料內部金屬間化合物
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相關技術仍待突破並運用於輕量化之結構材料、半導體與加速器真空 設備接合上。因此，本研究在銲接熱裂性質方面不僅將探討 A2024、
A2219 與 A7050 之高強度鋁合金熱裂性質外並為更瞭解下一世代比 鋁合金更具潛力且高強度之鋁鈧合金，亦對 M6、M7B、M7E 及 M9H4 鋁鈧合金進行點銲可調應變試驗(Spot varestrain test)來比較其銲接熱 裂敏感特性與探討其熱裂形成機制成因。透過對材料銲接特性解析並
M7B、M7E 及 M9H4 鋁鈧合金之銲接熱裂敏感性及其 A2024/A7050 與 A7050/A7075 異質銲接與銲後熱處理之機械性質特性研究，因此 可分為下列說明研究之目的:
-5- 2024-T351、2219-T87、7050-T6 高強度鋁合金與 M6、M7B、M7E 及 M9H4 為對象，以半自動惰氣鎢極電弧銲(Gas Tungsten Arc Welding, GTAW)銲接機配合自動銲接台進行熱裂試片之走銲（多重熱循環），
並利用自行研發之多功能熱裂試驗機以 Spot varestrain test 對上述兩 類七種鋁合金與鋁鈧合金板材施以不同之應變量：2%、3%、5%，以 12X 之放大鏡進行裂縫目視觀察及擷取影像計量各試片之裂縫總長 度(Total Crack Length, TCL)來評估其熱裂敏感性(裂縫總長度越長代 表其熱裂敏感性越高)，並利用立體實物顯微鏡、金相顯微鏡、掃瞄 式電子顯微鏡(Scanning Electron Microscopy, SEM)來觀察熱裂縫斷面 之機構，再利用能量色散 X-ray 譜儀(Energy Dispersive Spectrometer, EDS)分析熱裂縫處之成份，以探討造成熱裂之原因。
1.4.2 高強度鋁合金異質銲接研究
在 高 強 度 鋁 合 金 異 質 銲 接 研 究 ， 分 別 以 A7050/A7075 與 A7050/A2024 高強度鋁合金為主並配合 ER5183、ER5356、ER5556
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與 ER2319 之銲條，採 GTAW 方式進行對接填料銲接，銲後並施以銲 後熱處理配合機械性質測試(包含拉伸測試與微硬度測試)來尋求異 質銲接之較佳銲接參數與熱處理程序；並以金相組織觀察及電子顯微 鏡分析來探討銲接缺陷之生成原因及其防治方法。
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第二章 理論與文獻回顧