作者：中建五局装饰幕墙有限公司  魏浪、王彪

摘要：现代幕墙工程绝大部分位于城市市中心的核心地段，周边往往人口与建筑密集，因此防火安全和环保十分重要，这也导致很多幕墙工程不允许进行现场焊接。目前针对该问题主流的方案是通过使用槽式埋件（板槽式埋件），转接件螺栓栓接解决，但螺栓栓接方案整体造价高昂，并且栓接安装过于复杂，转接件需要经过多次转折，现场施工较困难。而手持式激光焊因其具有防火性能好、环境污染小、人体危害小和现场使用方便等优点，在城区幕墙工程上有广泛的应用空间。

关键字：幕墙、手持式激光焊接、城区应用

　　上个世纪八十年代至今，随着建筑幕墙行业的崛起和高速发展，幕墙被广泛应用到越来越多的建筑中。随着现代美学不断应用到建筑设计，各具特色的建筑作品呈现的外观千姿百态，原来单一的幕墙做法，已经适应不了新型建筑的需求，各种组合幕墙应运而生，制作工艺不断更新。建筑形式的发展必然对幕墙提出新的要求，也促使幕墙设计采用更多新材料、新技术和新结构，创造出更多新的空间结构形式。

　　在制作工艺上，钢材等材料的焊接工艺被广泛应用，但普通焊条电弧焊由于存在焊接过程中会产生大量焊接烟尘和有害气体，对操作工人产生弧光辐射,引起操作工人眼睛和皮肤的疾病，而且在焊条电弧焊操作过程中，由于飞溅物引燃可燃易爆物品以及燃料容器管道补焊时防爆措施不当等，会引起爆炸和火灾事故。在提倡环保和工人身体健康安全的当今社会，受到了诸多弊病。而且在现代幕墙工程中，很多幕墙工程均位于城市市中心的核心地段，政府环保消防部门对防火安全和环保十分重视，因此出现了很多幕墙工程不准现场焊条电弧焊情况。

图1 工地现场焊条电弧焊示意图

　　对于现场由于环保消防不准现场焊条电弧焊的情况，目前主流的解决方案中，大多是通过幕墙方案设计，使用槽式埋件，转接件螺栓栓接的形式来解决这一问题。但由于螺栓栓接方案整体造价高昂，并且栓接安装过于复杂，转接件需要经过多次转折，现场施工并不实际，因此实际工程很多裙楼幕墙、塔楼非单元体幕墙很难通过此种形式来解决焊接问题。

图2  某玻璃幕墙免焊接系统转接件节点 

图3  某玻璃幕墙免焊接系统转接件节点

　　正因为普通焊条电弧焊接存在防火安全和环境环保等问题，而幕墙系统构造存在现场应用麻烦且幕墙系统成本高问题，激光焊接可应用在现代城区幕墙工程中。激光焊接属非接触式焊接，作业过程不需要加压，其工作原理是将高能量强度的激光束直接照射于材料表面，通过激光与材料的相互作用，使材料内部熔化，继而冷却结晶形成焊缝。其机器采用普通220V电压作为电源，机器下方设置滑轮，可在工地内部自由推走。与普通焊条电弧焊相比，其具有以下优点：

　　1、激光焊接在过程中不会出现焊渣飞溅的情况，不会在现场引起爆炸和火灾事故，符合现场消防防火要求。

　　2、激光焊接原理为高温融化，焊接过程中不会产生焊接烟尘和有害气体，符合当前环保要求。

　　3、SAE 激光器光束质量好、焊接速度快、焊缝牢固美观、为用户带来高效、完美的焊接解决方案。有效的解决工地焊接质量问题和现场焊接满焊速度问题。

　　4、电光转换效率高、能耗低，并且操作简单易学，不用专业焊接师傅，普通工人在短暂培训后即可上岗。长期使用可大大节省现场工人成本。

　　5、手持式水冷焊枪，人体工学设计、灵活方便、焊接距离更长，可以对工件实现任意部位角度的焊接。

　　6、焊接区域热影响小、不易变形、发黑、背面有痕迹问题，焊接深度大、熔化充分、牢固可靠。

　　7、高安全性、焊嘴只有在触碰到金属时触动开关才有效，并且触动开关带有体温感应。

　　8、可以实现任意角度的焊接，可以对各种复杂焊缝的工件、较大工件非规则形状进行焊接。实现任意角度的焊接。

表1 普通焊条电弧焊与手持式激光焊接对比

图4 手执式激光焊接机及其焊接方式  

图5 工人现场焊接示意图及钢件、不锈钢等材料焊接效果 

　　结论：由上述可见，手持式激光焊接激光焊接可以解决城区幕墙工程现场由于普通焊条电弧焊引起的防火、环保、和工人职业健康问题。当然，其机器成本比普通焊条电弧焊机器成本高，但由于其不需要改变幕墙形式，可以不采用槽式埋件，转接件栓接解决问题，并其对工人要求不高（操作难度小），焊接速度快，因此其机器成本可由减少的幕墙系统成本和减少的工人人工成本弥补。所以手持式激光焊接激光焊是满足大城市市区幕墙工程对现场防火安全、环保高等要求的一种有效方法。

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本文刊发在《幕墙设计》杂志2021年第二期