光罩人打鋼戰2／「首試像鹽水蜂炮」！他們購入3萬瓦高功率雷射直搗鋼業50年禁區
[周刊王CTWANT] 「我們剛開始試的時候，點下去像『鹽水蜂炮』，濃煙、噴濺、震耳欲聾，全部人都被嚇到。」工研院高能雷射技術部經理王雍行笑著對CTWANT記者說道，台灣光罩（2338）和工研院聯手導入市面罕見的3萬瓦高功率雷射，試圖銲透厚達數公分的H型鋼板，技術首試那一刻，工程師們像是誤闖煙火戰場，一度以為「失控了」。
這一場向中鋼構（2013）官田廠租用實驗室的爆破式大場面，源於2021年台灣光罩擴建銅鑼新廠受挫，卡關鋼構材料大缺貨，為了搶料，他們不但斥資逾10億元大手筆買入中鋼構（2013）股權成為第二大股東，還找上工研院，合作研發「H型鋼構雷射銲接技術」，直接挑戰50多年來靠人工電弧與填料的傳統技術瓶頸。
在金屬加工領域中，鋼板厚度決定技術難度，1960年出現的雷射銲接技術多用在薄板上，一名業內人士向CTWANT記者解釋，「1公分以下叫薄板，多用在汽車板金、機器外殼等，1公分以上叫厚板，建築用鋼承重與耐震要求高，多是2到5公分的厚板。」由於雷射穿透力不足，銲點深度難控，因此，傳統全靠人工焊接，雷射厚板銲接根本沒人做過。
當一間半導體業者突然跳進來說要「重寫規則」，鋼鐵業大為錯愕。「我們拜訪過中鋼構、東和鋼鐵、春源等四大鋼構廠，他們口徑都很一致，這個行業50、60年來都是這樣做的，從沒有人打破過。」「禮貌一點的勸說『不要做白工』，不客氣的則直言『不可能會成功』。」工研院高能雷射技術部經理王雍行笑說。
儘管鋼構業界質疑，但台灣光罩與工研院並未退縮，第一步就選擇了最難啃的骨頭「厚板銲接」，直接切入建築級鋼構銲接，研發團隊很快就發現，市面雷射設備普遍1萬瓦左右，無法熔透厚板，索性砸下2000多萬重金，大膽導入3萬瓦等級的高能雷射光源設備，「第一炮下去，爆閃的銲點與漫天濃煙！」一位工程師回憶當時驚心動魄的大場面。
技術團隊還得解決銲接過程大量燻煙抽除、銲接頭模組保護與惰性氣體供應等穩定性問題，「目的是『絕氧』，要把氧降到最低，不然銲接品質會不穩。」王雍行說，此技術現已申請專利。
而最關鍵的一部-銲接參數的模擬，「H型鋼很笨重，厚度、尺寸都不一樣，過去老師傅焊接，要先試片、再切割、再拋光、研磨、腐蝕，整套工序下來非常繁瑣，抓一套參數，要做好幾個循環太慢，」王雍行補充說，「所以我們開發出雷射銲接的數位孿生技術，在還沒銲之前先跑出深度寬度預估，讓準確度達8至9成。」
參數確認後開始銲接，為補償銲道的位置偏移，他們還開發銲道追蹤掃描，以6-8公尺長的鋼構計算，原先一天8小時只能生產2件，如今透過新技術一套下來可生產到10件，產能提高5倍，能源消耗卻降低80%。
而H型鋼構銲接前後的產線自動化流程，則由台灣光罩負責，從板材輸入、翻轉、對位、感測與傳輸流程，確保每片鋼板都能在正確的位置、正確的角度進入銲接站，「他們以半導體產線經驗，打造出一套『智慧化』製程系統，就是為未來的自動化鋪路，想做無人工廠。」王雍行表示。
新技術問世初期，市場未必敢用，為跨過信任門檻，研發團隊做了兩件事，第一，向SGS與國家地震中心申請強度、抗震、疲勞等測試，取得驗證；第二，聯合台灣銲接協會、標檢局，制定台灣第一套雷射銲接建築法規，成為全國唯一國家標準。
法規一過，市場就跟進，「當時高雄一間建商買不到鋼構，生產很慢，另外他有自己的一些新的建築工法的專利，很適合鋼構，所以就是他就來下單，有人帶頭用，其他就會跟進。」王雍行說。
歷經3年投入，全球首創智慧銲接製程在去年終於問世，在台南建起一條全自動雷射銲接產線。這項技術成果落地時，不少鋼構業者驚呼「簡直像橫空出世！」一位熟悉內情的業界人士形容，台灣光罩把「做晶片的技術」，應用在「銲接鋼構」，可說是門外漢的出頭天。
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- 記者：周刊王CTWANT
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