鋁合金銲接缺陷

縱使有精良技術，但卻很難生成一條完美無瑕銲道。通常銲層中 可能包含微量的銲渣或產生一些微細裂紋，使整個銲接物無法完美無 缺，雖然對整體的機械性質並無產生重大影響，但由於破壞了銲接物 的完美與連續性，通常稱這些微疵為不連續，這些不連續太多或太大 超過某一標準限度，違反了某些規格標準(specification code)，我們稱 之為缺陷^[15]。

鋁合金在銲接時，常見之缺陷有下列數種：

一、 龜裂(Cracking)

對鋁合金而言，銲接過程中所出現的裂紋缺陷主要分為高溫龜裂 及熱影響區液化龜裂兩大類。銲道內低熔點共晶組織偏析，形成液體 薄膜，並於凝固收縮拉應力作用下分離，為銲道熱裂紋產生的機構。

而熱影響區於銲接過程中累積過高溫度，使晶界中之低熔點共晶組織 熔融，並在冷卻過程中受收縮拉應力作用而分離，則是熱影響區液化 龜裂的成因^[28]。

二、 氣孔(Porosity)

氫氣是鋁合金銲道產生氣孔的最主要元兇。銲接時熔池從溶融液 態金屬在瞬間轉變成固態金屬，會有大量的氫氣被釋放出來，若熔池 凝固的速度大於氫氣逸出熔池的速率則氫氣便會停留在銲道內形成氣 孔。

Cheever提出^[29]銲道氣孔影響程度依序為：(1)遮護氣體的含水量，

(2)母材或填料材的含水量，(3)鋁合金所含的雜質。氣孔對銲件機械性 質的影響有：抗拉強度、伸長率及疲勞強度，受氣孔的影響會大幅降 低，而降伏強度所受到的影響較少，如圖2.7^[30]所示。

圖 2.7 銲道氣孔對機械性質的影響^[30]

三、 變形(Distortion)

銲接的過程中，受到銲接熱源在母材上產生局部且不均勻的急速 加熱與冷卻，使得銲道周圍的填料金屬(filler metal)與母材產生熱應變 (thermal strain)，由熱應變再產生熱應 力(thermal stress)，此不均勻的熱 應力將是造成銲接變形(welding distortion)的主要原因。銲接變形的形

成，會影響其銲接結構後的組裝、精度及性能(如可靠度與穩定性)等。

四、 不完全熔融(Incomplete Fusion)

造成不完全熔融的主因為不當的銲接條件，不當的條件如銲接電 流太低、銲接速度太快及填料尺寸不當等，以及附著於接口與母材上 有高溫氧化物或雜質未除淨，這將會影響銲件造成銲接金屬的相鄰兩 層間或者與母材間之熔解 不良情形^[31]。

五、 滲透不足(Incomplete Penetration)

主要的成因是因為銲接之熱輸入量不足、不良的接口設計、銲接 技術不良、銲接電弧不穩定、銲條選擇不當及母材表面的氧化物或雜 質未除淨^[5]。

六、 夾渣(Dense Inclusion)

銲道中夾渣分別有金屬夾渣物(metallic inclusion)與非金屬夾渣物 (nonmetallic inclusion)兩種。金屬夾渣物主要發生在 TIG 銲接，鎢由於 TIG 銲接電極過熱、空氣導致的污染、電極與母材或銲材接觸等原因，