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    【論文原創精選0406】論手持式激光焊接在城市市區幕墻工程上應用

    作者:幕墻工程網 時間:2022-04-06 09:05:26

    作者:中建五局裝飾幕墻有限公司  魏浪、王彪


    摘要:現代幕墻工程絕大部分位于城市市中心的核心地段,周邊往往人口與建筑密集,因此防火安全和環保十分重要,這也導致很多幕墻工程不允許進行現場焊接。目前針對該問題主流的方案是通過使用槽式埋件(板槽式埋件),轉接件螺栓栓接解決,但螺栓栓接方案整體造價高昂,并且栓接安裝過于復雜,轉接件需要經過多次轉折,現場施工較困難。而手持式激光焊因其具有防火性能好、環境污染小、人體危害小和現場使用方便等優點,在城區幕墻工程上有廣泛的應用空間。

    關鍵字:幕墻、手持式激光焊接、城區應用


      上個世紀八十年代至今,隨著建筑幕墻行業的崛起和高速發展,幕墻被廣泛應用到越來越多的建筑中。隨著現代美學不斷應用到建筑設計,各具特色的建筑作品呈現的外觀千姿百態,原來單一的幕墻做法,已經適應不了新型建筑的需求,各種組合幕墻應運而生,制作工藝不斷更新。建筑形式的發展必然對幕墻提出新的要求,也促使幕墻設計采用更多新材料、新技術和新結構,創造出更多新的空間結構形式。

      在制作工藝上,鋼材等材料的焊接工藝被廣泛應用,但普通焊條電弧焊由于存在焊接過程中會產生大量焊接煙塵和有害氣體,對操作工人產生弧光輻射,引起操作工人眼睛和皮膚的疾病,而且在焊條電弧焊操作過程中,由于飛濺物引燃可燃易爆物品以及燃料容器管道補焊時防爆措施不當等,會引起爆炸和火災事故。在提倡環保和工人身體健康安全的當今社會,受到了諸多弊病。而且在現代幕墻工程中,很多幕墻工程均位于城市市中心的核心地段,政府環保消防部門對防火安全和環保十分重視,因此出現了很多幕墻工程不準現場焊條電弧焊情況。

    圖1 工地現場焊條電弧焊示意圖

      對于現場由于環保消防不準現場焊條電弧焊的情況,目前主流的解決方案中,大多是通過幕墻方案設計,使用槽式埋件,轉接件螺栓栓接的形式來解決這一問題。但由于螺栓栓接方案整體造價高昂,并且栓接安裝過于復雜,轉接件需要經過多次轉折,現場施工并不實際,因此實際工程很多裙樓幕墻、塔樓非單元體幕墻很難通過此種形式來解決焊接問題。

    圖2  某玻璃幕墻免焊接系統轉接件節點 

    圖3  某玻璃幕墻免焊接系統轉接件節點

      正因為普通焊條電弧焊接存在防火安全和環境環保等問題,而幕墻系統構造存在現場應用麻煩且幕墻系統成本高問題,激光焊接可應用在現代城區幕墻工程中。激光焊接屬非接觸式焊接,作業過程不需要加壓,其工作原理是將高能量強度的激光束直接照射于材料表面,通過激光與材料的相互作用,使材料內部熔化,繼而冷卻結晶形成焊縫。其機器采用普通220V電壓作為電源,機器下方設置滑輪,可在工地內部自由推走。與普通焊條電弧焊相比,其具有以下優點:

      1、激光焊接在過程中不會出現焊渣飛濺的情況,不會在現場引起爆炸和火災事故,符合現場消防防火要求。

      2、激光焊接原理為高溫融化,焊接過程中不會產生焊接煙塵和有害氣體,符合當前環保要求。

      3、SAE 激光器光束質量好、焊接速度快、焊縫牢固美觀、為用戶帶來高效、完美的焊接解決方案。有效的解決工地焊接質量問題和現場焊接滿焊速度問題。

      4、電光轉換效率高、能耗低,并且操作簡單易學,不用專業焊接師傅,普通工人在短暫培訓后即可上崗。長期使用可大大節省現場工人成本。

      5、手持式水冷焊槍,人體工學設計、靈活方便、焊接距離更長,可以對工件實現任意部位角度的焊接。

      6、焊接區域熱影響小、不易變形、發黑、背面有痕跡問題,焊接深度大、熔化充分、牢固可靠。

      7、高安全性、焊嘴只有在觸碰到金屬時觸動開關才有效,并且觸動開關帶有體溫感應。

      8、可以實現任意角度的焊接,可以對各種復雜焊縫的工件、較大工件非規則形狀進行焊接。實現任意角度的焊接。

    表1 普通焊條電弧焊與手持式激光焊接對比

    圖4 手執式激光焊接機及其焊接方式  


    圖5 工人現場焊接示意圖及鋼件、不銹鋼等材料焊接效果 

      結論:由上述可見,手持式激光焊接激光焊接可以解決城區幕墻工程現場由于普通焊條電弧焊引起的防火、環保、和工人職業健康問題。當然,其機器成本比普通焊條電弧焊機器成本高,但由于其不需要改變幕墻形式,可以不采用槽式埋件,轉接件栓接解決問題,并其對工人要求不高(操作難度?。?,焊接速度快,因此其機器成本可由減少的幕墻系統成本和減少的工人人工成本彌補。所以手持式激光焊接激光焊是滿足大城市市區幕墻工程對現場防火安全、環保高等要求的一種有效方法。

    (文章版權歸作者所有)


    本文刊發在《幕墻設計》雜志2021年第二期


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