氣溫在 0℃以下時，原則上應停止焊接作業，0℃~15℃的情況下，應將接合部份（以焊接中心線左右二側各約 5cm 範圍）預先加熱至 36℃以上，再行焊接作業，它的目的在使焊熔金屬冷卻速度減緩，防止缺陷發生並減少殘留應力。

焊接作業在低溫環境下進行時，會對焊接品質、焊接材料及工作人員的安全產生影響。因此，金屬工程焊接在低溫作業中需要遵循一系列規範和注意事項，以確保焊接質量、施工安全及施工效率。以下是低溫焊接作業的專業敘述：

1. 低溫焊接對焊接質量的影響

低溫環境會對焊接過程及成品產生以下幾方面的影響：

• 焊接金屬冷卻速度過快：在低溫環境下，焊接區域的冷卻速度會加快，這可能導致焊接金屬硬化過度或形成脆性結構，進而降低焊接接頭的強度和韌性。

• 焊接裂紋風險增加：低溫使金屬表面變脆，並增加焊接裂紋的風險，特別是在含有較高碳元素或低合金鋼材料的情況下。

• 氫脆現象：低溫環境下，焊接中可能會因吸附水分造成氫脆，這可能導致焊接金屬內部或接頭處出現裂紋。

2. 低溫焊接的技術規範與應對措施

(1) 焊接材料選擇

• 在低溫焊接中，應選擇適合低溫作業的焊接材料，特別是選用具有較低脆性、較好韌性和良好焊接性能的焊條和焊絲。
• 對於高強度鋼、低合金鋼等材料，應選用低溫下專用的焊接材料，如低氫型焊條，這有助於減少脆性、提高抗裂性能。

(2) 預熱處理

• 在低溫焊接之前，對焊接區域進行預熱處理是一個有效的措施。預熱可以減少冷卻速度，避免過快冷卻引起的裂紋或金屬脆性。
• 預熱溫度應根據焊接材料和環境溫度調整，通常在50°C至300°C之間，具體預熱溫度由材料的種類和厚度來確定。

(3) 焊接工藝控制

• 在低溫焊接過程中，應選擇適合的焊接工藝，例如短弧焊接或點焊，這些方法可以減少焊接區域的熱影響，降低冷卻速度。
• 減少焊接層數，以避免過多的熱循環，進而降低焊接材料的脆性。

(4) 後熱處理與退火

• 焊接完成後，應進行後熱處理（如退火），這有助於釋放焊接過程中可能產生的內應力，並減少脆性。
• 後熱處理過程中，應控制適當的加熱溫度和加熱速度，以避免溫度過高導致焊接接頭變形或損壞。

3. 工作環境與安全

(1) 保持工作區域溫暖

• 在低溫環境下，應保證焊接區域的適當溫度，並可以通過加熱設備（如加熱器、熱風槍等）對工作區域進行局部加熱，以確保焊接材料和焊接表面不會過冷。

(2) 佩戴防護裝備

• 低溫作業會對人體產生一定的影響，尤其是長時間在寒冷環境下作業可能導致凍傷。因此，操作人員應該穿戴合適的防寒衣物，並佩戴適當的防護手套、眼鏡及面罩等。

4. 常見低溫焊接問題與解決方法

(1) 焊接接頭裂紋

• 低溫環境下焊接接頭可能出現裂紋，這通常是由於冷卻速度過快或材料的脆性引起的。為了解決此問題，應嚴格控制焊接材料的選擇與工藝設置，並進行預熱及後熱處理。

(2) 焊接變形

• 在低溫焊接過程中，金屬收縮速度加快，可能導致焊接變形。為避免此問題，焊接過程中應盡量減少熱循環區域，並合理安排焊接順序。

5. 總結

低溫焊接作業需要充分考慮焊接材料的選擇、焊接工藝的設計以及環境的影響。正確的預熱、後熱處理和合理的工藝設計，可以有效降低低溫帶來的負面影響，保證焊接接頭的強度與可靠性。同時，操作人員應加強防寒措施，確保作業安全和焊接質量。