H型钢构雷射銲接技术能将产能提升5倍,大幅缩减銲接时间与能源消耗,同时省去填料耗材及废弃物处理。该技术并荣获2025年国际爱迪生发明奖肯定。

工研院高能雷射技术组经理王雍行指出,该技术目前正积极推广,并导入AI,以提升钢构产业的制造效率与竞争力。虽已有数据资料库辅助决策,但尚未完全达到AI自动推算最佳銲接参数的阶段,下一步将朝向AI自主学习并最佳化制程。

王雍行说,市场主流为H型钢与箱柱型钢(Box钢),其中H型钢制程较简单,因此优先推动。台湾H型钢与箱柱型钢使用量各占约40%,但箱柱型钢结构复杂、内含隔板,銲接难度更高,因此选择先从H型钢著手。

銲接过程中,不同姿势难度各异。王雍行解释,坡口銲缝(G)位置分为1G(平銲)、2G(水平銲)、3G(垂直銲)与4G(仰銲)。H型钢主要采2G水平銲,而箱柱型钢则需挑战3G立銲技术,难度极高。王雍行指出,立銲技术的挑战在于熔融铁水受重力影响,易向下流动,导致銲接不稳定。为解决此问题,工研院正研发精准控制热输入与銲接速度的机械化技术,降低人工作业的不确定性,提升品质与效率。

工研院与台湾光罩联手开发的「全球首创 H 型钢构雷射銲接技术」。吕承哲摄
工研院与台湾光罩联手开发的「全球首创 H 型钢构雷射銲接技术」。吕承哲摄

王雍行强调,人工銲接薪资与技术难度成正比,1G焊工日薪约2,000元,2G达6,000元,而3G立銲工更高达20,000元。导入机械化与智慧化,有助降低人力成本并提升产品品质。未来若成功克服箱柱型钢銲接技术挑战,可满足台湾80%至90%钢构需求,为产业带来重大突破,进一步推动智慧制造。

王雍行表示,去年6月发表会吸引全台钢构业者与建筑师踊跃参与,原订400席座位涌入超过600人报名,显见市场高度关注,过去50年间,H型钢銲接技术无人敢碰,因建筑业对结构安全性有极高要求,导致技术创新进展缓慢。

台湾建筑法规堪称全球最严格,因应频繁地震与高楼林立的环境,仅采用美国标准仍难以完全符合需求。为此,工研院携手台湾銲接协会,共同建立台湾首套雷射銲接CNS标准,填补相关法规的空白,使H型钢构雷射銲接正式获得认可。这项技术不仅符合耐震标准,还具备高耐用度、低成本及节能减碳等多重优势。

王雍行指出,传统銲接容易导致H型钢热变形,必须额外进行矫正,增加工时与成本,而雷射銲接技术无需填料,可直接成形,简化产线流程,甚至省下两台热矫正设备,大幅降低能耗与碳排放。随著H型钢构雷射銲接技术的导入,钢构市场正迈向绿建材新时代,工研院也同步推动绿色建材认证,为台湾建筑产业朝低碳永续发展奠定坚实基础。

此为 H 型钢构雷射銲接技术雷射设备。吕承哲摄
此为 H 型钢构雷射銲接技术雷射设备。吕承哲摄

经济部产业技术司简任技正张能凯说明,在半导体产业包括台积电持续扩厂,对于H型钢构的需求日益增加,台湾光罩公司本来提供台积电扩厂的厂务工作,在H型钢构供应吃紧的情况下,决定自主开发相关技术,透过与工研院南部分院合作,引进雷射技术,提升H型钢构的加工精度,进一步满足台积电及其他高科技厂房的建厂需求。

赖豊文强调,希望透过技术移转,协助钢构产业升级,而非与传统业者竞争。台湾光罩以示范产线模式,让业者亲眼见证雷射銲接的可行性,进一步推动整体产业转型。经过 2 年技术研发,台湾光罩于过去 1 年正式进入量产,目前单条产线月产能达 1,000 公吨,并规划扩增至 3 条,总产能可望达到 6,000 公吨。赖豊文表示:「我们不会无限制扩产,而是透过技术移转,协助业界导入雷射銲接,带动产业升级。」

台湾光罩计划于 2025 年第 3 季成立专责子公司,聚焦技术开发与生产,并积极拓展国际市场。赖豊文指出,「我们将以技术授权与技术移转为主,让国内外设备业者导入雷射銲接,扩大应用范畴。」未来这项技术除了应用于钢构产业,也可延伸至石化管线、风力发电等大型工程。台湾光罩的技术突破,为传统产业升级与高科技制造开启全新契机。


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