金屬焊接歷史可以追溯到數千年,由公元前鐵匠採用的金屬鍛接到現今發展到各式各樣焊接工藝。20世紀早期,由於第一次和第二次世界大戰對軍事設備的需求,與之相應的焊接工藝隨即受到重視,繼而促進了焊接技術的發展。現今社會,焊接已成為現代工業中一種不可缺少而且日益重要的一種加工工藝。
根據美國焊接學會對焊接的定義為 : 《焊接是把兩個或以上的物體表面(通常是金屬),通過加熱或加壓的方法,或兩者並用,並且選擇採用或不採用填充材料,使接合處互相結合為一體的一種加工方法》
焊接的分類
根據焊接工藝的操作過程,焊接大致可分為三大類:分別是熔化焊接、固相焊接及液固相焊接。
熔化焊接(Fusion Welding) – 過程是把焊件接頭加熱至熔化狀態,在接合處可以選擇/不選擇加入焊料及不須添加壓力,來完成的一種焊接方法。屬於這類型的焊接種類的典型例子有:手工電弧焊,氬氣焊,半自動焊,潛弧焊等。
固相焊接(Solid Phase Welding) – 過程是不須要改變基本金屬的固體狀態,也不須使用填充材料;過程一定須要使用壓力及熱力,但金屬的各部份的溫度均未逹至金屬的熔點。屬於這類型的焊接種類的典型例子有:鍛接,超聲波焊接,摩擦焊等。
📷液固相焊接(Liquid-Solid Phase Welding) – 過程是須要接合的部份被加熱,但不逹到其熔化狀態,並須加入一種異種金屬材料,使接合處互相結合為一體的一種的焊接方法。屬於這類型的焊接種類的典型例子有:軟釺焊,硬釺焊等。
焊接檢測
焊接工藝在現今生活裏與人們息息相關,如橋樑搭建、鋼結構工程、發電廠的設施、船隻及車輛、甚至家用廚具等。正因為焊接的角色地位舉足輕重,因此世界各地對品質要求也日益重視。被視為在工藝過程中不可缺少的重要工序,也是保證優質產品的重要措施。
如產品加工過程中進行適當的質量檢驗,可及時消除該工序產生的缺陷,並能防止再次重複出現。這比在產品完成後再要面對清除缺陷更節省時間、材料及人力,從而降低成本。
所以有效的焊接質量檢驗工作應從產品開始施工前便著手進行,而一般人所熟識的無損探傷(NDT - 如目測、磁粉、超聲波等)只是用作在焊接後再次確保焊縫質素的一種檢測方法。一般的焊接質量檢驗工作可設計成三個檢驗階段,分別為焊接前檢驗、焊接進行中檢驗和焊接完成後的檢驗。以下提供各階段的檢驗要點作為參考。
焊接前檢驗
l 審視所使用的規範、驗收標準及應用圖則上的要求
l 建立檢驗計劃的程序和訂立要點
l 檢查是否有認可的焊接程序及合資格的焊工
l 建立檢驗文件的系統
l 建立不符合產品要求的識別系統
l 建立修攺行動的計劃
l 檢查焊接機的性能是否正常
l 檢查焊接消耗品(即焊條、焊絲或焊劑/藥、保護氣體等)是否符合規範的要求。
l 檢查接頭校嵌尺寸是符合規範要求
l 檢查接頭位置是否清潔乾淨
l 如有需要,檢查焊件是否有預熱
焊接進行中的前檢驗
l 檢查焊接過程中的變量是否符合已認可的焊接程序
l 檢查每道焊縫的質素
l 檢查每道焊縫的排列和焊道的次序
l 檢查焊縫的層間溫度
l 如有需要,安排在焊接過程中進行無損探傷
焊接完成後檢驗
l 檢查焊縫完成的外觀成形
l 檢查焊縫尺寸是否符合圖則的要求
l 檢查焊縫長度是否符合圖則的要求
l 如有需要,按照焊接程序安排焊後熱處理
l 按標準要求,安排進行無損探傷
l 檢查焊縫長度是否符合圖則的要求
l 如有需要對焊接作出修補,需按既定的修補程度進行並重新檢驗
l 整理檢驗報告或記錄
參考書籍:
Welding Handbook, Vol. 1 (American Welding Society)
Standard Welding Terms and Definition (AWS A3.0)
作者簡介:
王甘泉 --- HKWPS主席
曾加入政府參予海水化淡廠的建造工程、職業訓練局聘用從事有關焊接工藝及檢測的培訓工作。現任職檢驗公司為技術顧問。 個人專業資格: 美國焊接學會-AWS 高級認可焊接督察-SCWI 美國焊接學會-AWS 認可焊接導師-CWE 美國焊接學會-AWS 會員 個人成就: 多次為美國焊接學會(AWS)認可焊接督察(CWI)提供考核前的培訓課程 獲邀為香港認可署出任兼職技術評審員(焊接及無損探傷) 曾為不同機構提供有關焊接的研討會 八次擔任全港技能比賽的主席評判(焊接項目) 五次代表香港出席世界技能比賽(焊接項目的技術專家) 香港鋼結構學會(焊接組別)的執委會成會
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