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研究生: 陳晟淯
Chen, Sheng-Yu
論文名稱: 電焊用背墊鈑對於結構接頭的影響
Mechanical Effect of the Welded Connections due to the Backing Bar
指導教授: 朱聖浩
Ju, Shen-Haw
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 土木工程學系碩士在職專班
Department of Civil Engineering (on the job class)
論文出版年: 2010
畢業學年度: 98
語文別: 中文
論文頁數: 74
中文關鍵詞: 背襯鈑試驗鋼結構電銲
外文關鍵詞: Backing, Experiment, Steel structure, Welded.
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  • 因台灣位置地震區域,所以鋼構建築物漸漸受到重視,其主要本體結構鋼鈑的材質也因時代的演變不斷的進步更新,故大部份結構設計者都會把電銲用的背襯鈑要求與本體同材質,並認為電銲用的背襯鈑會影響到接頭的強度。但實際執行面上是有困難的,目前國內有能力研發新的鋼鈑廠商,並無施作背襯鈑(Backing Strip簡稱Backing.),只有利用下游廠商向上游購買鋼胚自行處理,故背襯鈑的取得就受到一定的限制。
    本次研究係在探討利用背襯鈑電銲後的實體材料在萬能材料實驗機作拉力試驗,並利用延伸器量測應變的能力,直到實體材料破壞,可了解破壞與接頭的關係及應力-應變的曲線。
    經實驗結果,只要電銲品質佳,其斷點位置不會在電銲處發生,故背襯鈑的材質不會使電銲處斷裂。試體的降伏強度及抗拉強度皆能符合材質的物理性質。

    Steel structure construction has gradually gained its importance owing to the fact that Taiwan is geographically located at earthquake regions. Its main material of construcual steel has also been upgraded and updated as time goes by. Therefore, most structure designers request that backing strip used for electric welding should correspond to the material of main structure, adding that it will influence the intensity of connections.
    However, this thesis has its difficulty regarding actual practice. Currently, domestic manufacturers that have research and development of steel do not produce backing (Backing Strip is thereafter abbreviated as Backing). The solution mostly ends up purchasing from downstream manufacturers and that greatly limits the availability of backing.
    This research aims at evaluating the stretch ability of welded backing by using Instron 8801 testing machine. The experiment goes till the essential material is destroyed and that helps realize the correlation of stretch and breaking. The result concludes that breaking position will not happen at the welding parts as long as the welding job is well done. The material of backing will not cause any breaking at the welding parts. The material used in the research corresponds to physical quality in the yield stress and ultimate stress.

    目錄 表目錄 III 圖目錄 IV 第一章 緒論 1 1-1 前言 1 1-2 研究目的 1 1-3 文獻回顧 2 1-4 研究方法及流程 3 第二章 儀器操作回顧 4 2-1 利用extensometer量測試體應變 4 第三章 試體製作過程說明 18 3-1 銲接程序過程 18 3-2 銲接人員之資格檢定說明 34 3-3 銲接檢驗師 34 3-4 銲接材料的選用 35 3-5 鋼材材質規範說明 35 3-6 試驗材料 36 第四章 實驗內容及程序 38 4-1試體準備作業及安裝說明 38 4-2利用數位相機進行試驗之過程 41 4-3利用延伸器extensometer進行試驗之過程 46 4-4各試體實驗的數據整理 46 第五章 實驗結果討論 69 參考文獻 73 表目錄 表3-1免檢定WPS接頭 24 表3-2常用材質之物理性質 36 表3-3製造圖料表 38 圖目錄 圖1-1 工地柱-樑接頭 3 圖1-2模擬柱-樑翼鈑接合處試體 3 圖2-1 Instron 8801 10噸動力試驗機 5 圖2-2 油壓馬達 5 圖2-3 冷卻系統 6 圖2-4 延伸器 6 圖2-5材料完全彈塑性的應力-應變圖(σ-ε) 7 圖2-6求降伏應力示意圖 8 圖2-7 電腦控制器打開時在load 的狀況 9 圖2-8 1、2分鐘後,load and limits的狀況 9 圖2-9執行Calibration 10 圖2-10確定執行Calibration 11 圖2-11 執行next 11 圖2-12 執行next 12 圖2-13 執行next 12 圖2-14 執行Start 13 圖2-15 Calibration執行中的狀況 13 圖2-16 Calibration執行快結束的狀況 14 圖2-17 Calibration執行完成的狀況 14 圖2-18試體A572試驗力與應變曲線圖 17 圖3-1保護金屬電弧銲法銲接點之情況 19 圖3-2氣體金屬電弧銲的工作原理 20 圖3-3包藥銲線電弧銲接的操作原理 21 圖3-4有輔助遮蔽氣體與沒有輔助遮蔽氣體噴嘴的比較 22 圖3-5潛弧銲法的全套設備 22 圖3-6免除評定的接頭部份滲透(PJP) 26 圖3-7免除評定的接頭部份滲透(PJP) 27 圖3-8免除評定的接頭全滲透(CJP) 28 圖3-9免除評定的接頭全滲透(CJP) 29 圖3-10免除評定的接頭全滲透(CJP) 30 圖3.11免除評定的接頭全滲透(CJP) 31 圖3-12免除評定的接頭全滲透(CJP) 32 圖3-13免除評定的接頭全滲透(CJP) 33 圖3-14施作構件之製造圖面 37 圖3-15組立完成的構件 39 圖4-1試體噴白漆 40 圖4-2試體噴白漆完成圖 40 圖4-3試體噴黑點 41 圖4-4試體噴黑點完成圖 41 圖4-5均勻光源投射在試體 42 圖4-6構件及相關儀器安裝完成圖 42 圖4-7在OKN時拍照的照片 43 圖4-8試體損壞的照片1 44 圖4-9試體損壞的照片2 44 圖4-10試體損壞的照片3 45 圖4-11試體損壞的照片4 45 圖4-12試體損壞的照片5 46 圖4-13力與應變圖面(1-1試體) 46 圖4-14試體1-2應力-應變圖 49 圖4-15試體1-2破壞的照片1 49 圖4-16試體1-2破壞的照片2 50 圖4-17試體1-2破壞的照片3 50 圖4-18試體1-3應力-應變圖 51 圖4-19試體1-3破壞的照片1 52 圖4-20試體1-3破壞的照片2 52 圖4-21試體2-1應力-應變圖 53 圖4-22試體2-1破壞的照片1 54 圖4-23試體2-1破壞的照片2 54 圖4-24試體2-2應力-應變圖 55 圖4-25試體2-2破壞的照片1 56 圖4-26試體2-2破壞的照片2 56 圖4-27試體2-3應力-應變圖 57 圖4-28試體2-3破壞的照片1 58 圖4-29試體2-3破壞的照片2 58 圖4-30試體3-1應力-應變圖 59 圖4-31試體3-1破壞的照片1 60 圖4-32試體3-1破壞的照片2 60 圖4-33試體3-2應力-應變圖 61 圖4-34試體3-2破壞的照片1 62 圖4-35試體3-2破壞的照片2 62 圖4-36試體3-3應力-應變圖 63 圖4-37試體3-3破壞的照片1 64 圖4-38試體3-3破壞的照片2 64 圖4-39試體4-1應力-應變圖 65 圖4-40試體4-1破壞的照片1 66 圖4-41試體4-1破壞的照片2 66 圖4-42試體4-2應力-應變圖 67 圖4-43試體4-2破壞的照片1 68 圖4-44試體4-2破壞的照片2 68 圖4-45試體4-3應力-應變圖 69 圖4-46試體4-3破壞的照片1 70 圖4-47試體4-3破壞的照片2 70 圖5-01背墊鈑與本體產生裂開的情況1 72 圖5-02背墊鈑與本體產生裂開的情況2 72

    參考文獻
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    10. 內政部,"鋼構造建築物鋼結構施工規範",96.7.5台內營字第0960803500號令訂定發布,第四章,P4-44
    11.馮春源、古錦松,"銲接檢驗師在鋼結構業的角色”,中華民國鋼結構協會出版,2007.12第29期鋼結構會刊
    12.馮春源,"鋼結構用鋼材與銲材(下)”,中華民國鋼結構協會出版,2009.12第36期鋼結構會刊
    13.馮春源,"鋼結構用鋼材與銲材(上)”,中華民國鋼結構協會出版,2009.09第35期鋼結構會刊

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