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焊接、切割及钣金人员工作

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重点摘要

焊切是现代工业中不可缺少的加工方法,尽管目前已有机械手臂可支持焊切工作,但其精度仍不及专业师傅的手艺,焊接及切割人员需要眼手协调并用,拥有这项技能者的就业范围很广,人力需求仍呈上升趋势。

业界进用焊接、切割及板金人员都以专业技能为考察、学历仅供参考,偏好高工焊切、板金、管钳、机工相关科别毕业,具有证照者。

为因应金属模具产业朝向精密化发展的趋势,劳动市场对于具备电脑辅助设计(CAD)/电脑辅助制造(CAM)等相关系统职能之钣金工必将需求增加。

职业特性

一、焊接及切割人员

焊接、切割是利用熔合方式,加热、熔化或切割金属表面,将2个金属接合在一起或分离开,其热能主要来自于气体火焰、电弧或电阻热;依据美国焊接协会(American Welding Society,AWS)之标准,金属焊切的方法可分8大类,约有40多种,目前常见的有一般手工电焊、气焊和特殊气体保护焊、潜弧焊、植钉焊等。

气焊常用乙炔或天然气、丙烷等气体与氧气混合燃烧,通过焊枪产生约3000℃高温,将焊件与填料熔化,冷却后填料与焊件边缘熔合为一体。氧乙炔焊(Oxy Acetylene Welding,OAW)是目前使用最广的气焊,氢氧气焊法(OxyHydrogen Welding,OHW)则用于薄金属及低熔点合金焊切;整体来说,气焊法大多适用于4.5mm以下碳钢薄片的缝焊或小直径管材的修补焊切,使用设备简单、操作灵活方便。

电弧熔接俗称电焊,是借工作物与电极间电弧所生之热量使工作物接合,电焊时电弧流在中心呈白色光,温度可达到5,500℃,被大量应用于造船、石化、核电、航空、国防、汽车、金属加工等制造业及营造业(桥梁、建筑、钢梁构架)的焊切;但这种焊切方法由于电弧不能与空气隔绝,使得焊切质量的问题也接踵而来。

气体保护电弧焊解决了传统电焊的问题,系利用电弧作为热源、气体作为保护介质的熔化焊,在焊切过程中保护气体在电弧周围形成保护层,隔绝大气中氧与氮的化合,使得电弧较稳定、焊缝也较洁净,而获得良好的金属接合。目前国内使用最广的特殊电焊有惰性钨极电弧焊法(俗称氩焊)、二氧化碳气体保护电焊(CO2电焊)。氩焊(Tungsten Inert-Gas Process,TIG)适用于所有金属的接合,在高温下也不与化学性质活泼的铝、钛、镁、铜、镍等合金起化学反应,焊缝品质高,可焊切薄件、小件,能够轻易地控制热输入,是接合薄板金属和打底焊的好方法,但缺点是焊切速度较慢;二氧化碳气体保护电焊是利用CO2气体保护电弧,使电弧与空气隔离,电弧在焊丝和工件之间燃烧,焊丝自动送进,熔化了的焊丝和母材形成焊缝,其优点是焊切成本低(CO2易取得)、效率高、应用范围广、抗锈能力强,生产率比手工电焊高2~3倍,可以焊切薄板、厚板以及全位置焊切等,但缺点在于焊切时喷溅大。

焊接及切割人员的工作是依据施工图,辨别材料特性,选择适合的焊切方式及填料、焊条,进行金属加工工序,并检测焊道,以目视检查焊道是否有穿焊、焊蚀、渗透不足、裂纹等缺陷;或配合客户对精度之要求,而进行机械检测(如X光照射、超声波检测等)。从事焊切工作除必须熟识焊切构造图、焊切符号、各种焊机的性能及装置法、各种特殊铁金属及非铁金属材料特性、焊条/焊线/填料的选择外,尚需具有焊切冶金知识,了解如何防止焊件变形、预热/后热等处理方法。

焊切工作有专业技术门坎,无基础者通常先至相关职训单位学习基本技能,具焊切知识的新进人员先从手工焊切起步,进行较单纯、质量要求较低的工作并协助师傅,自当中学习并揣摩焊切技巧;资深人员则可独立作业,完成质量要求较高(需做检测)的工件。焊切常用的设备有氩焊机、电焊机,配备有焊枪、电焊条把手、接地夹等,手工具则有除渣工具(如钢刷、敲渣锤)及防护用之皮手套、面罩、头罩等。

 

 二、钣金人员

钣金系指对厚度3mm以下薄金属、薄壁型材和薄壁管材等金属材料施以外力,进行剪裁、造型、打孔、上针等加工;其运用范围极广,包括飞机机体、汽车车体、船舶、空气调节系统、冷暖气通风导管、电脑主机外壳、办公室或住家用的箱/柜/厨具等,都是钣金的成品。

钣金人员的作业可分为计划打样、制造、组立、安装和整修保养5个步骤,首先依工作蓝图之尺寸直接在板金材料上划线(落样),比较复杂的工作物要先依实体大小于平整的工作台面上打样,如果属立体物件尚需绘制展开图;之后利用钢剪或剪床机进行剪裁,再利用折床机将板料折折成所需的形状,依据设计图进行板金接缝、滚圆、打凹、铆接、气焊、锡焊,最后进行整修与涂装的工序。

昔日这些工序都需钣金人员以精炼的技巧逐一完成,目前由于钣金作业趋向精密化、自动化,许多工序能由CNC多重冲床机、激光加工机代工一气呵成,提高了生产质量与生产力;尽管如此,钣金人员仍需具备相关知识与技术,诸如各种钣金材料之延展性/特质/规格、各种手工具的正确使用方法、各种钣金机器的构造/使用方法/保养与安全规则、钣金施工方法、展开图的绘制法、材料计算、成形方法、机械结合的各种接缝、焊切操作、各种材料之整形/组合/装配/涂装喷漆的方法等,都要能得心应手。新进的板金人员会被交付研磨(如表面处理、毛边处理)或单一构件展开等初阶工作,资深人员则负责制程规划、计算机程序撰写等。

 

钣金人员需要的设备有钢剪、手工折曲工具(折板、砧铁、线錾、木槌、木拍)、剪切机、折折机、滚圆机、珠槽机、火焰切割机等,自动化程度较高的工厂则备有CNC动力剪床、数值控制转塔式冲床、CNC动力折床、激光切割机、自动送料机、工业机器人等。

 

 

 

工作条件

工时方面,焊接、切割及钣金人员每日平均工时为8小时,但常由于工程进度与订货量等因素超时加班,轮值班的情况依订单数量多寡与交货期限而有不

同。工作环境方面,焊接及切割人员的工作地点可分为室内与室外,室内通常是在钢结构工厂、锅炉工厂和机械工厂,作业环境温度较高;室外则多在钢结构工地、桥梁、造船厂等场所,有时需登高攀爬时,必须注意自身的安全防护措施。

钣金人员则多在钣金工场内作业,机器处于运作状态时噪音较大。许多合金材料和填料在高温下焊切会产生浓烟,因此焊切工厂应保持良好的通风,作业前需先确认工件中残留物质可能导致的危害,并进行适当的清理工作,不仅可提高工件质量,也有效避免焊切时产生危害气体、蒸气或烟熏;焊切时产生的强烈弧光具有辐射线,对眼睛、人体均会造成伤害,飞溅的火星会灼伤皮肤,焊接及切割人员工作时需穿戴完整的个人防护用具(如盔/帽或手持面罩、皮质长手套、围裙、有色玻璃镜等)。

 

钣金人员常见的危险则多来自机械运作时压伤、铁板割伤和坠落等职业伤害,需小心谨慎确实遵照工厂的标准操作模式;进行整修及涂装喷漆时,应带口罩,避免吸入化学涂料对人体造成伤害。
 


 

目前就业现况

依据统计数据显示受雇之焊接及切割人员绝大部分集中于工业(约占99.93%),制造业中以金属制品制造业约占3成3为最多,机械设备制造业占1成7,另营建筑工程业1成4。

 

训练资格及升迁

业界进用焊接、切割及板金人员都以专业技能为考察、学历仅供参考,偏好高工焊切、板金、管钳、机工相关科别毕业,具有相关证照者。

国内焊切相关科系的核心科目为焊切学、工程材料、热力学、工程图学、电力学等,其他学校教育所教授的专业知识还有物理冶金、机动学、配管工程学、金属热处理、机械冶金、非破坏检验、焊切冶金等;焊切很重视实作经验和技巧,学校也会提供实习实作的相关课程,如CO2焊切、氩焊、电焊实习等。

钣金相关科系的核心科目为机械制图、数学、物理、板金学、机械制造、机件原理、机械力学、数值控制机械、机械材料等,实习课程则包括板金实习(机械板金、展开图、放样、剪切、成形、气焊、点焊、边缘及接缝)、金属涂装、NC数控油压折床、电脑辅助展开、电脑辅助制图、3D计算机绘图等。

在业界,焊接、切割及板金人员的训练一般采师徒制,在工作中边做边学,较具规模之企业有1~2周的职前训练;

 

升迁之考察因素有专业技术、领导能力、人际关系、绩效考核等,焊接及切割人员的升迁渠道一般为学徒→技术员→组长→课长;钣金人员则循钣金工→钣金技工→资深技工→组长的路径逐步晋升。



薪资收入

根据统计数据显示,焊工,钣金工工资8000-10000元一个月。

 

 

前景与展望

在金属加工中,焊切虽然比铸造、锻压工艺起步较晚,但发展速度很快、用途很广,所有软钢、高张力钢、不锈钢、低合金钢、铸铁、铝、铅、铜、钛等合金材料的接合均需要使用焊接,焊接的密封性好,适于制造各类容器,产品重量比铆接件、铸件和锻件轻。焊切已成为现代工业中不可缺少且日益重要的加工方法,虽然已有机械手臂可支持焊切工作,但其精度仍不及专业师傅眼手协调并用下完成的作品;拥有这项技能者的就业范围很广,人力需求仍呈上升的趋势。未来的焊切工艺将朝研发新方法、新设备和新材料等方向迈进,方法上可改进现有电弧、电子束、激光等焊切能源,运用电子技术和控制技术,改善电弧的工艺性能,提高焊切质量及安全可靠性;设备上重点为提高焊切机械化和自动化水准,发展焊切制造系统整合设计,推广并扩大数控的焊切机械手及焊切机器人;材料部分则着重于各种材料的可焊性、焊切检验与评价等。

钣金业近年劳力不足现象使产业界开始考虑板金自动化的问题,CNC电脑冲床、自动成形机等辅助机械,导入了作业的新观念、新技术、新加工方法,也为企业降低成本、缩短加工时间、提高生产效率并确保成品之质量。目前国内金属模具主要应用在电子及运输工具2大产业,高品质视讯、电脑及通讯产品相关零组件将扩增精密模具的需求,而板金人员的职能也应随之调整;为因应产业朝向精密化发展的趋势,劳动市场对于具备CAD/CAM/CAE等相关电脑辅助系统职能之板金人员必将需求增加。

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