電熱熔渣銲接對建築箱型柱柱板性能之影響

本文以材料試驗、溫度量測及Finite Element Method (FEM)數值模擬等方法，探討建築構造之箱型柱內橫隔板與柱板間使用Electro slag welding (ESW)接合時，柱板之溫度傳遞與分佈，以及此熱循環對柱板材質之影響。柱板使用的材質為ASTM A992及CNS/JIS SN490B兩種。綜合實驗以及分析結果，可發現：（1）鋼板之CVN值(Charpy-V Notch impact energy)隨著鋼板厚度增加減少，厚度方向之CVN值遠低於軋延方向；（2）銲接過程中，柱板表面溫度大多超過700℃，32mm 柱板表面溫度最高可達1033℃，幾乎整個柱板厚度都在熱影響區；（3）銲接後柱板粗晶熱影響區（CGHAZ）0℃之CVN值大幅下降達60%～68%；（4）所建立之FEM熱傳分析模型，不論柱板表面溫度或巨觀結構判斷，均頗為準確，可進一步運用於工程實務上；（5）柱板厚度越小，相變溫度以上之冷卻時間 越大，晶粒越易產生粗大化結構；（6）較薄的柱板受電熱熔渣銲接的影響確實是比較厚的柱板大。