1.1 研究動機及背景
惰性氣體金屬極電弧銲接法（inert gas metal arc welding，GMAW，
俗稱 MIG），與 TIG（TIG，tungsten inert gas）在許多方面類似，均有共 同的優點。因此 TIG 銲法之優缺點大部份均可適用於 MIG，在銲接製程 Welding Institute，PWI 與 Edison Welding Institute，EWI 方面都有專冺保
護，因此不容侵犯。根據文獻資料可得知，過去的研究發現在低碳鋼的 TIG-Flux 的接合製程中，相較多種助銲劑，塗敷二氧化鈦作為助銲劑時，
其銲道之熔透深度為最佳，如表 1-1 所示，為各種助銲劑於低碳鋼之 TIG-Flux 製程之深寬比，由圖 1-1 可觀察出塗敷各種助銲劑對銲道深寬 比之影響[4]。
表 1-1 各種助銲劑於低碳鋼 TIG-Flux 接合製程之深寬比[4]
Without
flux TiO2 Fe2O3 SiO2 Al2O3 ZrO2 CaF2 Depth，D 3.30 5.25 4.50 4.40 4.35 2.30 2.15 Width，W 10.30 8.60 9.50 10.95 11.50 8.60 11.50 D/W ratio 0.32 0.61 0.47 0.40 0.38 0.27 0.19
0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70
without flux TiO2 Fe2O3 SiO2 Al2O3 ZrO2 CaF2 助銲劑種類
D/W ratio
圖 1-1 各種助銲劑於低碳鋼 TIG-Flux 接合製程銲道深寬比[4]
在不銹鋼的 TIG-Flux 接合製程中，由圖 1-2 可知，塗敷二氧化矽作 為助銲劑在各種電流皆可得到較佳的銲道深寬比[5]。
圖 1-2 不銹鋼的 TIG-Flux 製程於各電流下之銲道深寬比[5]
MIG 銲接參數包括：銲線種類及直徑、銲接電壓及電流、保護氣體 流量、銲接速度及助銲劑種類等，這些參數皆會影響銲道品質及銲件機 械性質。因此如何增加銲道的熔透深度並縮小銲道寬度，以及提昇銲接 生產效率，即為銲接界長久以來所致力研發的課題。
本實驗選取數個參數來探討參數對銲接特性的影響，並驗證參數間 的關係，所獲得的實驗結果期待對工業界有所助益。
1.2 研究方法及目的
銲接目的在於母材獲得良好的機械性質及銲道品質，因此正確的銲 接參數組合及適當的助銲劑搭配是重要的。本研究主要在探討活性助銲 劑對異種材料（AISI 304 不銹鋼及 SAE 1020 低碳鋼）銲道熔深能力之影 響，其探討的範圍包含下列幾項：
(1) 單一型助銲劑對異種材料銲道外觀的影響。
(2) 單一型助銲劑對異種材料銲道型態的影響。
(3) 單一型助銲劑對異種材料銲道微硬度的影響。
(4) 混合型助銲劑對異種材料銲道外觀的影響。
(5) 混合型助銲劑對異種材料銲道型態的影響。
(6) 混合型助銲劑對異種材料銲道微硬度的影響。
(7) 田口方法針對銲接製程進行最佳化實驗。
為研究活性助銲劑對異種材料銲道熔深能力之影響。銲接方法採用 不開槽對接方式，且以氬氣為保護氣體的惰性氣體金屬極電弧銲接法來 進行 Butt joint 實驗。實驗材料選用尺寸為 5 mm × 50 mm × 100 mm 的異 種材料；活性助銲劑之選用以氧化劑為主，分冸為 MnO2、MgCO3、Cr2O3、 MoS2、NiO、MoO3、MgO、Fe2O3、ZnO、SiO2 及 TiO2、共十一種。銲 接過程以金相實驗來觀察銲道微觀組織；以實體顯微鏡來量測銲道型 態，並記錄銲道熔深及寬度以計算深寬比；冺用微硬度測定機來瞭解銲 道機械性質。接下來根據所量測之銲道熔深及熔融面積，取銲件最佳機 械性質之銲接參數進行混合型助銲劑 Butt joint 實驗，以各 50%的比例來 調配成六種混合型助銲劑，並探討混合型助銲劑對銲道熔深及熔融面積 之影響，取銲件最佳銲道幾何型態。最後冺用田口方法的實驗配置，取 銲道深寬比、熔深及熔融面積最佳之混合型助銲劑，調製成四種不同比 例的混合型助銲劑，搭配銲接電壓、氬氣流量、銲接速度針對銲接製程 進行最佳化實驗，以期達到最佳之銲道深寬比與熔深。