簡介電銲時的極性

劉澤山 技師

電銲基本上就是電流短路的一種應用。電流因為短路造成電弧及高熱等現象，而將金屬材料融化，凝固後結成一體。當然要產生高熱，不見得一定非得用電流不可，例如鋼筋的瓦斯壓接或是續接器的摩擦銲接等亦可。但由於採用電弧將銲條融解充填的方式來接合，母材(基材)長度基本上不會縮短，對於構件尺寸的精確度較能確保，所以在鋼結構中以電銲為最主要的方法。

電流分成交流和直流兩種，交流電正負極不斷地變換，所以無所謂極性的問題，直流電則有。以最簡單的遮護金屬電弧銲接(SMAW手銲)而言，示意如圖1，當電銲條接近母材到一定程度時，即產生通電的現象產生電弧。同時銲條與母材表面的一部分融解而成為銲道。當使用直流電源電焊時，首先要將接地端與母材以夾具(clamp)連結。如果接地端接電流供應器(銲機)的負極，以DC-表示，當然這時電銲手就接電焊機的正極(如圖1)。但除了DC+或DC-的表示方式，也有以電焊條的極性來表示的。如標示為DCEP或DCEN，也就是Electrode Positive或Electrode Negative的意思。Electrode是電焊條；Positive、Negative代表正與負。另外還有一種說法是把Electrode Positive叫作是直接電極性Straight Polarity，反之就叫做反極性Reverse Polarity。因此又有了DCSP與DCRP的表示方式。所以表示電源接正接負總共就有了三種標示的方法，常弄得大家搞不清楚。

根據基本電學，電流由正極流向負極，但實際上電子流由負極流向正極。如圖1的接法(DC-)，電子流由母材向銲條移動，能量釋放主要發生在銲條端，因此銲條熔解的速度快，熔填的效率高。反之當使用DC+的接法時，能量集中在母材側，母材熔融的深度大，穿透性強，因此用在厚鈑，尤其在第一道的銲接時，比較能保證根部的熔透，AC交流的性質則介於兩者之間。由於交流極性無直流的相吸或相斥的問題，因此使用雙極電焊時，也就是有兩組銲條一同銲接，例如潛弧銲接(照片2)，則至少有一支銲條須採用AC極性。

不同極性的銲條，銲藥的種類會有差異，使用前務必注意製造商的標示與說明，以避免誤用導致銲出來的品質無法達到預期。 

參考資料

1. 劉澤山（2008）。「超高層鋼結構大樓施工」。

圖1  電銲的示意圖		照片1 電銲機底下有正負極的接頭(Miller公司型錄)
照片2  雙極潛弧銲接情形(中間兩支為電銲電極)