船艦焊接基本概論

船艦模型的同好們在做一些相關考證時.通常僅會看看書中的照片來研究船艦的構型.很少人或書籍會去談到一些關於造船技術上的相關研究.小版看過的書中,目前只有學研歷史群像系列會談到這個問題.事實上,對模型而言,或是對模型帶來的意義而言,不僅船艦的構型相當重要.更深一層了解造船的相關技術也會對於製作模型帶來相當大的幫助.甚而因為這樣的考證,能了解到不同時代的工業科技沿革.也不失為模型的教育意義之一.
船艦模型的同好們在做一些相關考證時.通常僅會看看書中的照片來研究船艦的構型.很少人或書籍會去談到一些關於造船技術上的相關研究.小版看過的書中,目前只有學研歷史群像系列會談到這個問題.事實上,對模型而言,或是對模型帶來的意義而言,不僅船艦的構型相當重要.更深一層了解造船的相關技術也會對於製作模型帶來相當大的幫助.甚而因為這樣的考證,能了解到不同時代的工業科技沿革.也不失為模型的教育意義之一. 以金屬加工的方式來說,不外乎是 車,銑,刨,磨,鑽,切,旋,拉...與接合等等.其中"接合"是造船過程中除了金屬鋼板材料之外,船身製造最不可或缺也最重要的加工方式. 100年前的木船時代,用來接合船身材料與材料之間的方式為木榫,鐵釘與繩索. 一次大戰前後,進步到了鋼質船身的階段.鋼板與鋼板間的接合以卯釘與螺絲搭配為唯一的接合方式(金兵 接).所以鐵達尼撞到冰山,撞擊使接合的卯釘一一跰開.形成更大區塊的破洞範圍而加速進水速度.終至沉沒. 二次大戰期間,熔接(焊接,Welding)技術的進展使得卯釘接合"漸漸"由焊接取代.因為焊接的強度甚過金兵 接,且製造速度更為快速,不但可為船艦帶來更優良的適存性,也大幅縮短造船的工期.再加上焊接技術在短期內快速的成熟,使得在二戰末期,美軍的新造船艦全採用熔接而成.(或許沒有人研究過,搞不好美國工業實力強過日本許多的原因之一就是焊接吧?在當時不管是焊機,焊材等等的技術都是領先日本許多的.) 焊接技術發展至今,已更為多樣化也更為成熟了.對應的材料也不再只是鐵金屬,更多非鐵金屬如鋁合金,銅合金,鎂合金,甚至是鈦合金也可完美的結合.這些更多是應用在現今的造船技術當中. 焊接大致上分為硬焊和軟焊,其中硬焊又分為電阻焊與電弧焊. ***電阻焊: 透過正負2電極與母材相接,接點產生高熱高阻抗使2母材產生接合.此法適用於薄板搭接,諸如汽車板件接合或不銹鋼廚具,鐵箱等等的製程. ***電弧焊: 電弧焊的原理為高壓電源的正負2極以幾乎碰觸到而未直接接觸的微小距離相接近而產生弧光,同時產生高熱以熔化金屬材料.焊機的發明即是將電壓與電流--弧光與溫度這些主要的焊接條件穩定的設定在可控制的範圍內.在整個焊接的過程中因母材表面或空氣中的水份,油汙與雜質會嚴重影響焊接結果,導致氣孔,甚至龜裂的情形產生.所以在過程中必需有保護的氣體或藥劑使焊道的形成中不致有外界雜質的影響.小物件或薄板母材通常會使用惰性氣體(氦,氖,氬,氪,ㄕㄢ(找不到這個字...)氡等惰性氣體來阻絕外界雜質,用的最廣的是氬氣與二氧化碳與氬氣的混合氣體)或少數會使用其它惰性混合氣體作為保護焊道形成的來源.大型物件與厚鋼板通常就會以藥劑(藥粉)做為保護了. 再者,依據電極與氣體的不同又分為 1. 非消耗性電極氣體焊接法(TIG,就是俗稱的氬焊囉): 以氬氣為保護氣體,碳化鎢合金棒做為電極.電極本身為非消耗性,並不當作填料.僅作為產生弧熱的來源電極. 2. 消耗性電極氣體焊接法(MIG): 氬氣或氬氣與CO2的混合氣體為保護氣體,電極本身就是填料.一面產生弧光與高熱,一面源源伸出以填補焊道. 這個要說一下,如果母材是肥粒鐵系與熱處理後而延伸出的麻田散鐵系與沃斯田鐵系等等鐵金屬材質所使用的保護氣體就是氬氣與CO2的混合氣體,俗稱CO2.而上術這些鐵金屬質系又是早期國內機械業界最常用的材料來源之一.用的都是CO2所以一直以來都以訛傳訛誤以為這種焊接法都叫做"CO2".其實這是不對的觀念,正統的應該稱做"MIG(Metal insergas welding)才對.co2充其量只是MIG類其中的一種. 而您所說到的以藥劑做為保護焊道的來源,又粗略的分為2種: 1.焊條外覆藥劑: 這種方法最常見到,就是所謂的電焊囉. 2.焊道外覆藥劑: 一般稱為潛弧焊.將藥劑(藥粉)先一步在電極引起弧光之前蓋滿焊道與電極週邊.是不同於一般常用的氣體焊接法的另外一種.這種焊接法適用在厚鋼板的對接,2邊母材為厚鋼板,事先在邊緣切成30~45度剖面角.對接後形成V型槽,藥劑即是在引弧之前佈滿這個V型槽來施行焊接的.船艦的鋼板焊接也多用此法喔~