活性助銲劑與銲接製程參數對6061鋁合金銲道熔深能力之研究

Abstract

本研究之目的主要在探討活性助銲劑及銲接製程對6061鋁合金銲道熔深之影響。實驗材料選用6061(T651)鋁合金，活性助銲劑之選用以氧化劑為主，分別為CaO、ZnO、SiO2、TiO2、 Al2O3、Cr2O3、氟化物CaF2及碳酸鹽基Na2CO3 共八種。銲接方法採用不加填料金屬，且以氬氣為保護氣體的鎢極惰氣銲(Tungsten Inert Gas, TIG)來進行Bead-on-Plate實驗。銲接過程中利用影像擷取系統(Charge-Coupled Device, CCD)記錄電弧動態影像及電弧電壓的變化，以金相實驗來觀察微觀組織，利用微硬度測定機來瞭解銲道機械性質；以實體顯微鏡來量測、記錄銲道熔深及寬度。之後根據所量測之銲道熔深，取最大值之前四種活性助銲劑，以SiO2為主，搭配其它二至四者，以各50%的比例來調配成三種混合型活性助銲劑，分別為SiO2-CaF2、SiO2-TiO、SiO2-Na2CO3，並探討不同混合型助銲劑對銲道熔深與深寬比之影響。實驗中發現在相同銲接參數下，SiO2 、CaF2、 TiO2及Na2CO3之單一型及混合型活性助銲劑，能有效提升6061鋁合金之銲道熔深達17%~208%。最後，應用田口方法來進行最佳化實驗，以不同混合比例之SiO2與CaF2調製成混合型活性助銲劑，搭配其它三種主要銲接製程參數，即銲接電流、銲槍走速、氬氣流量來最佳化銲接製程參數。運用田口方法所得之最佳參數，可使6061鋁合金銲道熔入深寬比平均達0.804，可直接熔透厚度6.35mm之6061鋁合金鈑材。