目錄 謝誌………………………………………………………………Ⅰ 中文摘要…………………………………………………………Ⅱ Abstract………………………………………………………Ⅲ 目錄………………………………………………………………Ⅴ 表目錄……………………………………………………………Ⅷ 圖目錄……………………………………………………………Ⅸ 第一章 緒論………………………………………………………1 第一節 研究背景………………………………………………1 第二節 研究動機………………………………………………2 第三節 研究目的………………………………………………3 第二章 文獻探討………………………………………………4 第一節 不銹鋼的特性…………………………………………4 壹、不銹鋼的分類………………………………………………4 貳、沃斯田鐵系不銹鋼…………………………………………6 參、不銹鋼的銲接特性…………………………………………8 第二節　銅合金的特性…………………………………………13 壹、黃銅…………………………………………………………13 貳、黃銅的銲接特性……………………………………………14 第三節 雷射銲接………………………………………………17 壹、雷射銲接的特性……………………………………………17 貳、雷射銲接的優點及限制……………………………………24 參、雷射銲接與各種銲接方式之比較…………………………25 肆、Nd：YAG雷射銲接…………………………………………26 第四節　異種金屬銲接…………………………………………29 壹、異種金屬銲接問題…………………………………………29 貳、異種金屬銲接材料選擇……………………………………33 叁、銅對不銹鋼的影響…………………………………………35 第三章　研究方法與步驟………………………………………36 第一節 研究流程………………………………………………36 第二節 研究材料………………………………………………38 第三節 實驗設備………………………………………………39 壹、銲接實驗設備………………………………………………39 貳、機械性質實驗設備…………………………………………43 參、金相實驗設備………………………………………………45 第四節　銲接實驗………………………………………………49 第五節　機械性質分析…………………………………………50 壹、微硬度試驗…………………………………………………50 貳、微拉伸試驗…………………………………………………50 第六節　金相組織觀察…………………………………………52 壹、試片準備……………………………………………………52 貳、顯微組織分析………………………………………………52 參、破斷面觀察與分析…………………………………………52 第四章　結果與討論……………………………………………53 第一節 不銹鋼與黃銅母材性質………………………………53 壹、304不銹鋼與黃銅母材抗拉強度…………………………53 貳、304不銹鋼與黃銅母材拉伸破斷面分析…………………53 參、304不銹鋼與黃銅母材硬度試驗…………………………54 肆、304不銹鋼與黃銅母材顯微組織…………………………55 伍、304不銹鋼與黃銅母材成份分析…………………………55 第二節 黃銅BOP銲接…………………………………………57 壹、黃銅BOP銲接實驗…………………………………………57 貳、黃銅BOP銲道抗拉強度……………………………………59 參、黃銅BOP銲道拉伸破斷面分析……………………………59 肆、黃銅BOP銲道硬度試驗結果及分析………………………60 伍、黃銅BOP銲道金相顯微組織………………………………61 陸、黃銅BOP銲道橫截面面積分析……………………………62 柒、黃銅BOP銲道成份分析……………………………………62 第三節 黃銅對接………………………………………………65 壹、黃銅對接實驗………………………………………………65 貳、黃銅對接銲道抗拉強度……………………………………66 參、黃銅對接銲道拉伸破斷面分析……………………………67 肆、黃銅對接銲道硬度試驗結果及分析………………………67 伍、黃銅對接銲道金相顯微組織………………………………69 陸、黃銅對接銲道橫截面面積分析……………………………69 柒、黃銅對接銲道成份分析……………………………………71 第四節 304不銹鋼與黃銅對接………………………………74 壹、304不銹鋼與黃銅對接實驗………………………………74 貳、304不銹鋼與黃銅對接銲道抗拉強度……………………75 參、304不銹鋼與黃銅對接銲道拉伸破斷面分析……………76 肆、304不銹鋼與黃銅對接銲道硬度試驗結果及分析………78 伍、304不銹鋼與黃銅對接銲道金相顯微組織………………79 陸、304不銹鋼與黃銅對接銲道成份分析……………………80 第五章　結論……………………………………………………89 參考文獻…………………………………………………………90 表目錄 表2-1 Cu與Cu合金的異種金屬熔接組合表…………………………16 表2-2　雷射銲接性能……………………………………………………22 表2-3　雷射銲接與各種銲接之比較……………………………………25 表2-4 不銹鋼與黃銅物理性質…………………………………………33 表2-5 異種金屬間雷射銲接特性………………………………………34 表3-1 304不銹鋼合金成分表 …………………………………………38 表3-2 304不銹鋼機械性質………………………………………………38 表3-3 黃銅合金成分表…………………………………………………38 表3-4 黃銅機械性質……………………………………………………38 表3-5 矩形拉伸試片規格………………………………………………51 表4-1 304不銹鋼與黃銅母材拉伸試驗結果 …………………………53 表4-2 304不銹鋼與黃銅母材硬度試驗結果…………………………54 表4-3 304不銹鋼與黃銅母材成份分析結果…………………………56 表4-4 黃銅BOP雷射銲接參數表………………………………………58 表4-5 黃銅BOP銲道拉伸試驗結果……………………………………59 表4-6 黃銅BOP銲道硬度試驗結果……………………………………60 表4-7 黃銅BOP銲道面積變化分析結果………………………………62 表4-8 黃銅BOP銲道成份分析結果……………………………………63 表4-9 黃銅對接實驗雷射銲接參數表…………………………………66 表4-10 黃銅對接銲道拉伸試驗結果…………………………………66 表4-11 黃銅對接銲道硬度量測結果…………………………………68 表4-12 黃銅對接銲道面積變化分析結果……………………………70 表4-13 黃銅對接銲道成份分析結果…………………………………72 表4-14 304不銹鋼與黃銅對接實驗雷射銲接參數表………………75 表4-15 304不銹鋼與黃銅銲道拉伸試驗結果………………………75 表4-16 304不銹鋼與黃銅銲道拉伸破斷面成份分析………………77 表4-17 304不銹鋼與黃銅銲道硬度量測結果………………………78 表4-18 304不銹鋼與黃銅銲道成份分析結果………………………82 表4-19 304不銹鋼與黃銅銲道交界處線狀成份分析………………84 表4-20 304不銹鋼與黃銅銲道交界處成份分析……………………87 圖目錄 圖2-1　沃斯田鐵系不銹鋼藉由調整成分改善性能……………………7 圖2-2 Fe–Cr–Ni之虛擬二元相圖……………………………………8 圖2-3 沃斯田鐵不銹鋼之固化模式……………………………………9 圖2-4 4種雷射型態輸出功率比較圖…………………………………17 圖2-5 薄板對接組配之間距幾何關係圖………………………………19 圖2-6　雷射銲接重疊率示意圖…………………………………………20 圖2-7　傳導式銲接與鑰孔式銲接………………………………………21 圖2-8 Nd：YAG雷射構造圖……………………………………………26 圖2-9 雷射輸出波形示意圖……………………………………………28 圖2-10 稀釋率計算示意圖………………………………………………30 圖3-1 實驗流程圖………………………………………………………37 圖3-2　ROFIN Starweld 40W 雷射銲接機……………………………39 圖3-3　FANUC Robot LR Mate200i六軸機器手臂……………………40 圖3-4　銲接夾具基座詳圖…………………………………………………41 圖3-5　銲接夾具……………………………………………………………42 圖3-6　銲接夾具固定於六軸機械手臂底盤上準備銲接示意圖…………42 圖3-7　Future-Tech FM-700型微硬度機………………………………43 圖3-8　萬能拉伸試驗機……………………………………………………44 圖3-9　BUETLER ISOMET慢速鑽石切割機………………………………45 圖3-10 光學顯微鏡Olympus BH型……………………………………46 圖3-11 電子顯微鏡JEOL JSM6360備有EDS系統……………………47 圖3-12 薄膜蒸鍍機………………………………………………………48 圖3-13 雷射波形示意圖…………………………………………………49 圖3-14 雷射銲接實驗示意圖……………………………………………49 圖3-15 微硬度量測點分佈圖……………………………………………50 圖3-16 標準抗拉試片……………………………………………………51 圖3-17 實際抗拉試片尺寸………………………………………………51 圖4-1 304不銹鋼母材拉伸試驗破斷面…………………………………53 圖4-2 黃銅母材拉伸破斷面………………………………………………54 圖4-3 304不銹鋼顯微組織………………………………………………55 圖4-4 黃銅顯微組織………………………………………………………55 圖4-5 母材成分分析位置圖………………………………………………56 圖4-6 黃銅BOP不良銲道外觀……………………………………………57 圖4-7 黃銅BOP銲道外觀…………………………………………………58 圖4-8 黃銅BOP銲道深度…………………………………………………59 圖4-9 黃銅BOP銲道拉伸試驗破斷面……………………………………59 圖4-10 黃銅BOP銲道硬度量測示意圖…………………………………60 圖4-11 黃銅BOP銲道硬度分析…………………………………………61 圖4-12 黃銅BOP銲道金相顯微組織……………………………………61 圖4-13 黃銅BOP銲道及母材截面積量測圖……………………………62 圖4-14 黃銅BOP銲道成份分析位置圖…………………………………63 圖4-15 黃銅BOP銲道上層成份分析圖…………………………………64 圖4-16 黃銅BOP銲道中間成份分析圖…………………………………64 圖4-17 黃銅BOP銲道下層成份分析圖…………………………………64 圖4-18 黃銅對接銲道抗拉強度分析圖…………………………………67 圖4-19 黃銅對接銲道拉伸試驗破斷面…………………………………67 圖4-20 黃銅對接銲道硬度量測分析圖…………………………………68 圖4-21 黃銅對接銲道金相顯微組織……………………………………69 圖4-22 黃銅對接銲道及母材截面積……………………………………70 圖4-23 黃銅對接銲道成份分析位置圖…………………………………71 圖4-24 黃銅對接銲道上層成份分析圖…………………………………73 圖4-25 黃銅對接銲道中間成份分析圖…………………………………73 圖4-26 黃銅對接銲道下層成份分析圖…………………………………73 圖4-27 304不銹鋼與黃銅銲道抗拉強度分析圖………………………76 圖4-28 304不銹鋼與黃銅銲道拉伸破斷面……………………………77 圖4-29 304不銹鋼與黃銅銲道拉伸破斷面成份分析位置圖…………77 圖4-30 銲道硬度量測點示意圖…………………………………………78 圖4-31 304不銹鋼與黃銅銲道硬度分析圖……………………………79 圖4-32 不銹鋼與黃銅銲道表面金相顯微組織…………………………79 圖4-33 304不銹鋼與黃銅銲道金相顯微組織…………………………80 圖4-34 304不銹鋼與黃銅銲道成份分析位置圖………………………81 圖4-35 304不銹鋼與黃銅銲道上層成份分析圖………………………81 圖4-36 304不銹鋼與黃銅銲道中間成份分析圖………………………81 圖4-37 304不銹鋼與黃銅銲道下層成份分析圖………………………81 圖4-38 304不銹鋼與黃銅銲道交界處EDS線狀分析位置圖…………83 圖4-39 304不銹鋼與黃銅銲道交界處上層線狀成份分析圖…………85 圖4-40 304不銹鋼與黃銅銲道交界處中間線狀成份分析圖…………85 圖4-41 304不銹鋼與黃銅銲道交界處下層線狀成份分析圖…………85 圖4-42 304不銹鋼與黃銅銲道交界處結晶型態示意圖………………86 圖4-43 304不銹鋼與黃銅銲道交界處成份分析位置圖………………86 圖4-44 304不銹鋼與黃銅銲道交界處成份分析圖……………………88