H型鋼構雷射銲接技術能將產能提升5倍,大幅縮減銲接時間與能源消耗,同時省去填料耗材及廢棄物處理。該技術並榮獲2025年國際愛迪生發明獎肯定。

工研院高能雷射技術組經理王雍行指出,該技術目前正積極推廣,並導入AI,以提升鋼構產業的製造效率與競爭力。雖已有數據資料庫輔助決策,但尚未完全達到AI自動推算最佳銲接參數的階段,下一步將朝向AI自主學習並最佳化製程。

王雍行說,市場主流為H型鋼與箱柱型鋼(Box鋼),其中H型鋼製程較簡單,因此優先推動。台灣H型鋼與箱柱型鋼使用量各占約40%,但箱柱型鋼結構複雜、內含隔板,銲接難度更高,因此選擇先從H型鋼著手。

銲接過程中,不同姿勢難度各異。王雍行解釋,坡口銲縫(G)位置分為1G(平銲)、2G(水平銲)、3G(垂直銲)與4G(仰銲)。H型鋼主要採2G水平銲,而箱柱型鋼則需挑戰3G立銲技術,難度極高。王雍行指出,立銲技術的挑戰在於熔融鐵水受重力影響,易向下流動,導致銲接不穩定。為解決此問題,工研院正研發精準控制熱輸入與銲接速度的機械化技術,降低人工作業的不確定性,提升品質與效率。

工研院與台灣光罩聯手開發的「全球首創 H 型鋼構雷射銲接技術」。呂承哲攝
工研院與台灣光罩聯手開發的「全球首創 H 型鋼構雷射銲接技術」。呂承哲攝

王雍行強調,人工銲接薪資與技術難度成正比,1G焊工日薪約2,000元,2G達6,000元,而3G立銲工更高達20,000元。導入機械化與智慧化,有助降低人力成本並提升產品品質。未來若成功克服箱柱型鋼銲接技術挑戰,可滿足台灣80%至90%鋼構需求,為產業帶來重大突破,進一步推動智慧製造。

王雍行表示,去年6月發表會吸引全台鋼構業者與建築師踴躍參與,原訂400席座位湧入超過600人報名,顯見市場高度關注,過去50年間,H型鋼銲接技術無人敢碰,因建築業對結構安全性有極高要求,導致技術創新進展緩慢。

台灣建築法規堪稱全球最嚴格,因應頻繁地震與高樓林立的環境,僅採用美國標準仍難以完全符合需求。為此,工研院攜手台灣銲接協會,共同建立台灣首套雷射銲接CNS標準,填補相關法規的空白,使H型鋼構雷射銲接正式獲得認可。這項技術不僅符合耐震標準,還具備高耐用度、低成本及節能減碳等多重優勢。

王雍行指出,傳統銲接容易導致H型鋼熱變形,必須額外進行矯正,增加工時與成本,而雷射銲接技術無需填料,可直接成形,簡化產線流程,甚至省下兩台熱矯正設備,大幅降低能耗與碳排放。隨著H型鋼構雷射銲接技術的導入,鋼構市場正邁向綠建材新時代,工研院也同步推動綠色建材認證,為台灣建築產業朝低碳永續發展奠定堅實基礎。

此為 H 型鋼構雷射銲接技術雷射設備。呂承哲攝
此為 H 型鋼構雷射銲接技術雷射設備。呂承哲攝

經濟部產業技術司簡任技正張能凱說明,在半導體產業包括台積電持續擴廠,對於H型鋼構的需求日益增加,台灣光罩公司本來提供台積電擴廠的廠務工作,在H型鋼構供應吃緊的情況下,決定自主開發相關技術,透過與工研院南部分院合作,引進雷射技術,提升H型鋼構的加工精度,進一步滿足台積電及其他高科技廠房的建廠需求。

賴豊文強調,希望透過技術移轉,協助鋼構產業升級,而非與傳統業者競爭。台灣光罩以示範產線模式,讓業者親眼見證雷射銲接的可行性,進一步推動整體產業轉型。經過 2 年技術研發,台灣光罩於過去 1 年正式進入量產,目前單條產線月產能達 1,000 公噸,並規劃擴增至 3 條,總產能可望達到 6,000 公噸。賴豊文表示:「我們不會無限制擴產,而是透過技術移轉,協助業界導入雷射銲接,帶動產業升級。」

台灣光罩計劃於 2025 年第 3 季成立專責子公司,聚焦技術開發與生產,並積極拓展國際市場。賴豊文指出,「我們將以技術授權與技術移轉為主,讓國內外設備業者導入雷射銲接,擴大應用範疇。」未來這項技術除了應用於鋼構產業,也可延伸至石化管線、風力發電等大型工程。台灣光罩的技術突破,為傳統產業升級與高科技製造開啟全新契機。


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