顯微鏡觀察焊點微觀結構-球墨鑄鐵與其他材質接合

簡介
摩擦攪拌銲接技術系在 1991 年由英國銲接研究中心(the welding institute, TWI)發表的一種新式銲接制程技術。
其原理系利用高速旋轉攪拌桿，將攪拌桿中的凸梢(probe)旋入材料并藉攪拌而生成塑性流，
使受到摩擦攪拌的材料具備相當的流動性以進行接合。

在整個銲接過程中，銲道的溫度始終維持約 0.8 絕對熔點溫度(Tm)而未達
銲件熔點，所以在接合部位并未產生熔融的現象，僅是單純發生組織變化(或相變態)。與傳
統熔融銲接法相較，銲后產生的缺陷少、殘留應力低，尺寸穩定性佳、無體積的損失、制程
簡單易自動化、不需昂貴設備、容易操作、銲接后材料成分不會改變，可適用于難銲接材和

異種材之接合等特點。摩擦攪拌銲接法歷經近十馀年來的發展，已經被應用到許多金屬和合
金上，如鋁、銅、鉛、鎂、碳鋼、鈦和鋅，袛要找出較適化的參數，接合品質均相當良好。
球墨鑄鐵(ductile iron)由于具有優良鑄造性、適當之機械性質且價格低廉，在許多工程結
構件上已被廣泛使用。此外，藉由基地組織與化學組成的控制，可廣泛改變球墨鑄鐵的強度、
硬度、延性、韌性及其他各種性質，使其符合各種不同應用之要求。然而，球墨鑄鐵之銲接
性一直是工程界亟待解決的問題。由于其含碳量較一般碳鋼高出許多，在銲接熔融過程中，
碳會擴散進入沃斯田體(austenite)相，形成高碳之沃斯田鐵，熔融完成后由于急速的冷卻凝
固，則會形成硬脆之麻田散鐵(martensite)與雪明碳鐵等組織，

此一結果會造成銲件之延性劣化與后加工的問題。一些研究也希望藉由預熱、銲后退火及改變銲條熔融方式等方法，來
消除或降低因熔融銲接后重熔凝固區的硬脆相，但效果相當有限。
利用 FSW固態接合方式進行球墨鑄鐵與低碳鋼之異種材接合，探討其接合品質與微觀組織變化