Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11455/9863
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dc.contributor.advisor吳威德zh_TW
dc.contributor.author周怡伶zh_TW
dc.date2004zh_TW
dc.date.accessioned2014-06-06T06:43:50Z-
dc.date.available2014-06-06T06:43:50Z-
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11455/9863-
dc.description.abstract本研究目的為探討於結構用低碳鋼(A36)上,塗覆不同的助銲劑:TiO2、Fe2O3、SiO2、Al2O3、ZrO2、 CaF2以及不同比例混合助銲劑,對於銲道的穿透深度、寬度、熔池狀態、顯微組織、機械性質以及化學成分的影響。 在進行銲接時,觀察助銲劑對熔池的影響,同時記錄電弧電壓值變化。銲接後,切取試片進行銲道寬度、穿透深度以及顯微組織觀察。另在銲道熱影響區及熔融區作微小硬度分析,並使用GDS進行銲道成分分析。 結果顯示,塗覆助銲劑,TiO2、Fe2O3、SiO2以及Al2O3,會使得穿透深度增加130%~160% 不等,但塗覆ZrO2和CaF2則會使銲道的穿透深度減小,穿透深度由深至淺排列為:TiO2>Fe2O3>SiO2>Al2O3 >Without flux>ZrO2>CaF2。根據銲道的形狀與表面張力理論可知,銲道穿透深度加深是因為添加助銲劑後會使得熔池的表面張力係數 (dγ/dT)由負值轉變成正值,因此加深了穿透深度。 在顯微組織結構方面,塗覆助銲劑後,並無相變化產生,仍是以bcc結構存在。顯微組織的改變主要是受到流動的影響,改變了組織的大小與排列方式。機械性質則是以微小硬度值來表示,結果顯示與銲道中肥粒鐵含量有關。經過GDS分析,助銲劑僅僅在上表面的地方滲入,且量極小。另電弧電壓值的上升會使得銲道的寬度加大。 所以本實驗發現,塗覆助銲劑並不一定都會加深穿透深度,且銲道的穿透深度加深不僅僅是由單一個理論所可以解釋的,需搭配表面張力理論,電弧收縮理論,並還要考慮助銲劑的物理性質,才能找出可以使銲道穿透深度加深的原因。zh_TW
dc.description.tableofcontents總 目 錄 中文摘要………………………………………………………………….I 英文摘要………………………………………………………………….III 誌 謝……………………………………………………………………V 總 目 錄………………………………………………………………….VI 表 索 引………………………………………………………………….IX 圖 索 引………………………………………………………………… X 第一章 前言 01 第二章 文獻回顧 04 2-1 TIG-Flux 發展歷史 05 2-2、TIG工作原理與TIG-Flux的應用 2-2.1、TIG工作原理 05 2-2.2、TIG-Flux的應用 06 2-3、Flux種類及溶劑介紹 08 2-3.1、鹵素化合物 08 2-3.2、氧化物及氟化物 08 2-3.3、溶劑 09 2-4、TIG-Flux 對銲道的影響 09 2-4.1、化學成分 09 2-4.2、顯微組織 10 2-4.3、機械性質 11 2-4.4、深寬比 11 2-5、影響熔池穿透深度之原因 13 2-5.1表面張力梯度 14 2-5.1.a:硫元素對表面張力的影響 16 2-5.1.b:氧元素對表面張力的影響 17 2-5.1.c:鋁元素對表面張力的影響 18 2-5.1.d:矽元素對表面張力的影響 19 2-5.1.e:錳元素對表面張力的影響 20 2-5.2 電弧收縮效應 21 2-5.3 銲池陽極斑點緊縮 24 2-5.4 電磁力 24 2-5.5 保護氣體 28 2-5.6 浮力 29 第三章 實驗項目方法及步驟 32 3-1 實驗流程 32 3-2 實驗設計與分析方法 33 3-2.1 試片設計及準備 33 3-2.2 活性助銲劑選用、製備及粒徑分析 34 3-2.2.a 助銲劑選用 34 3-2.2.b助銲劑的製備 34 3-2.2.c粒徑分析 35 3-2.3 銲接參數及作業程序 38 3-2.4銲後檢驗與分析 41 3-2.4.a金相顯微結構分析 41 3-2.4.b微小維氏硬度試驗 41 3-2.4.c銲道巨觀觀察 43 3-2.4.d銲道金屬成分分析 43 第四章 結果與討論 44 4-1 助銲劑塗覆情形 44 4-2 銲道化學成分分析 47 4-3 電壓數值結果與分析 49 4-4 銲道巨觀觀察 52 4-4.1 熔池與銲道外觀 52 4-4.1a、TiO2對熔融銲道的影響 52 4-4.1b、Fe2O3對熔融銲道的影響 53 4-4.1c、SiO2對熔融銲道的影響 53 4-4.1d、Al2O3對熔融銲道的影響 53 4-4.1e、ZrO2對熔融銲道的影響 54 4-4.1g、不同比例TiO2對熔融銲道的影響 57 4-4.1h、不同比例Fe2O3對熔融銲道的影響 57 4-4.1i、不同比例SiO2對熔融銲道的影響 58 4-4.2 銲道寬度、穿透深度 58 4-4.2.a 單一型助銲劑 58 4-4.2.b 混合型助銲劑 65 4-5 顯微組織結構分析 68 4-5.1 單一型助銲劑 69 4-5.2 混合型助銲劑 74 4-6 微小硬度分析 80 第五章 結論 86 第六章 參考文獻 總 目 錄 中文摘要………………………………………………………………….I 英文摘要…………………………………………………………………….III 誌 謝……………………………………………………………………V 總 目 錄………………………………………………………………….VI 表 索 引………………………………………………………………….IX 圖 索 引 X 第一章 前言 01 第二章 文獻回顧 04 2-1 TIG-Flux 發展歷史 05 2-2、TIG工作原理與TIG-Flux的應用 2-2.1、TIG工作原理 05 2-2.2、TIG-Flux的應用 06 2-3、Flux種類及溶劑介紹 08 2-3.1、鹵素化合物 08 2-3.2、氧化物及氟化物 08 2-3.3、溶劑 09 2-4、TIG-Flux 對銲道的影響 09 2-4.1、化學成分 09 2-4.2、顯微組織 10 2-4.3、機械性質 11 2-4.4、深寬比 11 2-5、影響熔池穿透深度之原因 13 2-5.1表面張力梯度 14 2-5.1.a:硫元素對表面張力的影響 16 2-5.1.b:氧元素對表面張力的影響 17 2-5.1.c:鋁元素對表面張力的影響 18 2-5.1.d:矽元素對表面張力的影響 19 2-5.1.e:錳元素對表面張力的影響 20 2-5.2 電弧收縮效應 21 2-5.3 銲池陽極斑點緊縮 24 2-5.4 電磁力 24 2-5.5 保護氣體 28 2-5.6 浮力 29 第三章 實驗項目方法及步驟 32 3-1 實驗流程 32 3-2 實驗設計與分析方法 33 3-2.1 試片設計及準備 33 3-2.2 活性助銲劑選用、製備及粒徑分析 34 3-2.2.a 助銲劑選用 34 3-2.2.b助銲劑的製備 34 3-2.2.c粒徑分析 35 3-2.3 銲接參數及作業程序 38 3-2.4銲後檢驗與分析 41 3-2.4.a金相顯微結構分析 41 3-2.4.b微小維氏硬度試驗 41 3-2.4.c銲道巨觀觀察 43 3-2.4.d銲道金屬成分分析 43 第四章 結果與討論 44 4-1 助銲劑塗覆情形 44 4-2 銲道化學成分分析 47 4-3 電壓數值結果與分析 49 4-4 銲道巨觀觀察 52 4-4.1 熔池與銲道外觀 52 4-4.1a、TiO2對熔融銲道的影響 52 4-4.1b、Fe2O3對熔融銲道的影響 53 4-4.1c、SiO2對熔融銲道的影響 53 4-4.1d、Al2O3對熔融銲道的影響 53 4-4.1e、ZrO2對熔融銲道的影響 54 4-4.1g、不同比例TiO2對熔融銲道的影響 57 4-4.1h、不同比例Fe2O3對熔融銲道的影響 57 4-4.1i、不同比例SiO2對熔融銲道的影響 58 4-4.2 銲道寬度、穿透深度 58 4-4.2.a 單一型助銲劑 58 4-4.2.b 混合型助銲劑 65 4-5 顯微組織結構分析 68 4-5.1 單一型助銲劑 69 4-5.2 混合型助銲劑 74 4-6 微小硬度分析 80 第五章 結論 86 第六章 參考文獻 總 目 錄 中文摘要………………………………………………………………….I 英文摘要…………………………………………………………………….III 誌 謝……………………………………………………………………V 總 目 錄………………………………………………………………….VI 表 索 引………………………………………………………………….IX 圖 索 引 X 第一章 前言 01 第二章 文獻回顧 04 2-1 TIG-Flux 發展歷史 05 2-2、TIG工作原理與TIG-Flux的應用 2-2.1、TIG工作原理 05 2-2.2、TIG-Flux的應用 06 2-3、Flux種類及溶劑介紹 08 2-3.1、鹵素化合物 08 2-3.2、氧化物及氟化物 08 2-3.3、溶劑 09 2-4、TIG-Flux 對銲道的影響 09 2-4.1、化學成分 09 2-4.2、顯微組織 10 2-4.3、機械性質 11 2-4.4、深寬比 11 2-5、影響熔池穿透深度之原因 13 2-5.1表面張力梯度 14 2-5.1.a:硫元素對表面張力的影響 16 2-5.1.b:氧元素對表面張力的影響 17 2-5.1.c:鋁元素對表面張力的影響 18 2-5.1.d:矽元素對表面張力的影響 19 2-5.1.e:錳元素對表面張力的影響 20 2-5.2 電弧收縮效應 21 2-5.3 銲池陽極斑點緊縮 24 2-5.4 電磁力 24 2-5.5 保護氣體 28 2-5.6 浮力 29 第三章 實驗項目方法及步驟 32 3-1 實驗流程 32 3-2 實驗設計與分析方法 33 3-2.1 試片設計及準備 33 3-2.2 活性助銲劑選用、製備及粒徑分析 34 3-2.2.a 助銲劑選用 34 3-2.2.b助銲劑的製備 34 3-2.2.c粒徑分析 35 3-2.3 銲接參數及作業程序 38 3-2.4銲後檢驗與分析 41 3-2.4.a金相顯微結構分析 41 3-2.4.b微小維氏硬度試驗 41 3-2.4.c銲道巨觀觀察 43 3-2.4.d銲道金屬成分分析 43 第四章 結果與討論 44 4-1 助銲劑塗覆情形 44 4-2 銲道化學成分分析 47 4-3 電壓數值結果與分析 49 4-4 銲道巨觀觀察 52 4-4.1 熔池與銲道外觀 52 4-4.1a、TiO2對熔融銲道的影響 52 4-4.1b、Fe2O3對熔融銲道的影響 53 4-4.1c、SiO2對熔融銲道的影響 53 4-4.1d、Al2O3對熔融銲道的影響 53 4-4.1e、ZrO2對熔融銲道的影響 54 4-4.1g、不同比例TiO2對熔融銲道的影響 57 4-4.1h、不同比例Fe2O3對熔融銲道的影響 57 4-4.1i、不同比例SiO2對熔融銲道的影響 58 4-4.2 銲道寬度、穿透深度 58 4-4.2.a 單一型助銲劑 58 4-4.2.b 混合型助銲劑 65 4-5 顯微組織結構分析 68 4-5.1 單一型助銲劑 69 4-5.2 混合型助銲劑 74 4-6 微小硬度分析 80 第五章 結論 86 第六章 參考文獻 表索引 表(2-1)惰性遮護鎢極電弧銲接之電流種類特性 27 表(3-1)母材A36化學成分 wt% 33 表(3-2)助銲劑化學成分表 36 表(3-3)銲接參數 39 表(4-1)銲道成份分析表 48 表(4-2)助銲劑物理性能表 52 表(4-3)添加單一成分助銲劑銲道數據 64 圖索引 圖(2-1)TIG(GTAW)銲接示意圖 07 圖(2-2)銲接前後銲道成分分析 10 圖(2-3)SAF 2507的顯微組織,a. 未添加助銲劑,b. 添加助銲劑 11 圖(2-4)SAF 2507銲道截面圖,分別為(a)未塗覆助銲劑、(b)添加氧化物助銲劑 12 圖(2-5)銲池表面張力之溫度係數與活性元素之關係圖 15 圖(2-6)(a) dγ/dT < 0,穿透深度減少;(b) dγ/dT >0,穿透深度加深 16 圖(2-7)S含量對銲道D/W的比較圖……………………………………………………17 圖(2-8)O含量對銲道D/W的比較圖 18 圖(2-9)Al含量對銲道D/W的比較圖 19 圖(2-10)Si含量對銲道D/W的比較圖 20 圖(2-11)Mn含量對銲道D/W的比較圖 21 圖(2-12)電弧中粒子分布情形 22 圖(2-13)添加助銲劑SiO2電弧收影像圖 23 圖(2-15)銲池中的電流密度……………………………………………………………26 圖(2-16)銲池中電磁力速度流場圖……………………………………………………26 圖(2-17)惰性遮護鎢極電弧銲接電流極性與鎢極棒尺寸對銲珠與滲透之影響 28 圖(2-18)Ar中不同含量的He對穿透深度的影響……………………………………30 圖(2-19)銲池中浮力速度流場圖 31 圖(3-1)實驗流程圖……………………………………………………………………..32 圖(3-2)試片示意圖 33 圖(3-3)助銲劑塗覆方法示意圖 37 圖(3-4)銲接示意圖 39 圖(3-5)銲接系統設備裝置圖…………………………………………………………..40 圖(3-6)研磨試片裁切示意圖…………………………………………………………..42 圖(3-7)試片橫截面硬度測定位置 43 圖(4-1)TiO2粉末外觀 45 圖(4-2)Al2O3粉末外觀 45 圖(4-3)CaF2粉末外觀 45 圖(4-4)Fe2O3粉末外觀 46 圖(4-5)ZrO2粉末外觀 46 圖(4-6)SiO2粉末外觀 46 圖(4-7)單一助銲劑銲道穿透深度與電壓值比較 51 圖(4-8)單一助銲劑銲道寬度與電壓值比較 51 圖(4-9)未添加助銲劑銲道 54 圖(4-10)添加TiO2助銲劑銲道 55 圖(4-11)添加Fe2O3助銲劑銲道 55 圖(4-12)添加SiO2助銲劑銲道 55 圖(4-13)添加Al2O3助銲劑銲道 56 圖(4-14)添加ZrO2助銲劑銲道 56 圖(4-15)添加CaF2助銲劑銲道 56 圖(4-16)未塗覆助銲劑熔池截面圖 60 圖(4-17)塗覆助銲劑TiO2熔池截面圖 60 圖(4-18)塗覆助銲劑Fe2O3熔池截面圖 61 圖(4-19)塗覆助銲劑SiO2熔池截面圖 61 圖(4-20)塗覆助銲劑Al2O3熔池截面圖 62 圖(4-21)塗覆助銲劑ZrO2熔池截面圖 62 圖(4-22)塗覆助銲劑CaF2熔池截面圖 63 圖(4-23)單一助銲劑銲道 深度/寬度 比較圖 64 圖(4-24)不同比例TiO2助銲劑銲道 深度/寬度 比較圖 66 圖(4-25)不同比例Fe2O3助銲劑銲道 深度/寬度 比較圖 66 圖(4-26)不同比例SiO2助銲劑銲道 深度/寬度 比較圖 67 圖(4-27)x光繞射分析圖 70 圖(4-28)未添加助銲劑顯微結構圖 70 圖(4-29)添加助銲劑TiO2顯微結構圖 71 圖(4-30)添加助銲劑Fe2O3顯微結構圖 71 圖(4-31)添加助銲劑SiO2顯微結構圖 72 圖(4-32)添加助銲劑Al2O3顯微結構圖 72 圖(4-33)添加助銲劑ZrO2顯微結構圖 73 圖(4-34)添加助銲劑CaF2顯微結構圖 73 圖(4-35)添加助銲劑75%TiO2顯微結構圖 75 圖(4-36)添加助銲劑50%TiO2顯微結構圖 75 圖(4-37)添加助銲劑25%TiO2顯微結構圖 76 圖(4-38)添加助銲劑75% Fe2O3顯微結構圖 76 圖(4-39)添加助銲劑50% Fe2O3顯微結構圖 77 圖(4-40)添加助銲劑25%Fe2O3顯微結構圖 77 圖(4-41)添加助銲劑75%SiO2顯微結構圖 78 圖(4-42)添加助銲劑50%SiO2顯微結構圖 78 圖(4-43)添加助銲劑25%SiO2顯微結構圖 79 圖(4-44)添加單一型助銲劑銲道橫截面硬度值 82 圖(4-45)添加不同含量TiO2助銲劑銲道橫截面硬度值 83 圖(4-46)添加不同含量Fe2O3助銲劑銲道橫截面硬度值 84 圖(4-47)添加不同含量SiO2助銲劑銲道橫截面硬度值 85zh_TW
dc.language.isoen_USzh_TW
dc.publisher材料工程學研究所zh_TW
dc.subject氬銲zh_TW
dc.subject助銲劑zh_TW
dc.subject穿透深度zh_TW
dc.subject表面張力zh_TW
dc.subject電弧收縮zh_TW
dc.titleEffect of TIG-flux on weldability for low carbon steelen_US
dc.title氬銲塗覆助銲劑對低碳鋼銲接性質的影響zh_TW
dc.typeThesis and Dissertationzh_TW
item.openairecristypehttp://purl.org/coar/resource_type/c_18cf-
item.openairetypeThesis and Dissertation-
item.cerifentitytypePublications-
item.fulltextno fulltext-
item.languageiso639-1en_US-
item.grantfulltextnone-
Appears in Collections:材料科學與工程學系
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