技術觀點

板金機櫃、機殼、電箱、骨架、支架要組裝時，該在什麼時機點選擇插Pin、扣件、焊接或混合組裝？判斷基準是什麼呢？讓迎盛告訴你！

焊接的歷史非常悠久，中古世紀採取的是「打鐵式」的「鍛焊」，將金屬燒熱燒紅，再透過敲打的方式，把兩種不同的金屬連接在一起。

現代科技發達之後，焊接種類變得更多了，大致可分為以下幾種：

其實還有非常多種類，族繁不及備載，而當中最常見的就是氬焊和CO2焊接。

氬焊能減少氣孔和其他焊接缺陷的風險，是一種控制性和穩定性極高的焊接手法，因此通常會用於焊點小、要求美觀、精密的工件，所以廣泛應用於航天領域、醫療器材，或是不銹鋼和合金焊接。

只是這種技法，速度較慢、需要手藝較好的人員、穩定的電源供應和較高的成本。

而CO2焊接（MAG焊接），因為相較其他技法，更為簡單易學，二氧化碳價格也比較便宜，所以是目前台灣常用且主流的焊接方法。

它利用一連續送出消耗性的實心裸焊條（電極）與母材產生電弧，而使焊道成熔融狀，然後在電弧與焊道熔池周圍罩以二氧化碳保護氣體的焊接方法。適用於碳鋼、鋁、不銹鋼等金屬。

不過無論哪一種焊接，都是為了讓兩個或多個以上的金屬工件或板材接合在一起，達到「防漏」、「保持穩固形體」、「抗衝擊」、「乘載重量」等效果。

不銹鋼、鋁、碳鋼是焊接時最常見的材質，但這三大類金屬，還能再依據不同用途，細分多種金屬或合金，這些材料都各有延展性、適合的溫度和焊接的手法。

因此，決定接合手法前，需先定義以下兩個問題，才能選對材料和工法，做出理想的成品。

隨著AI崛起，資料中心和數據中心的建立需求逐漸變得龐大，建置一個資料中心，鐵定少不了伺服器機櫃和機架，若是為了這個目的，而需要板金協助的話，迎盛建議，此種機櫃一定要用焊接接合箱體。

因為大部分的焊接必須要以高溫熔解金屬，使金屬變形成為熔池，冷卻後密合度極高，焊道只要再經過研磨、烤漆，就能變成光滑無痕的表面，非常美觀，也由於金屬融為一體的關係，所以強度很高，具有一定的承重能力和抗震能力。畢竟台灣斷層帶多，珍貴的伺服器和其他儀器經不起強烈的晃動。

不過考量到算力（Computility，詳見文末註解。）可能會越來越多，伺服器也要隨之增加，資料中心必須擁有彈性的擴充應對方案，此時機櫃能否放得下夠多的伺服器，而且還能保持安全，就是一大考驗。

迎盛建議，若是未來有擴充資料中心的預期，可先訂製由美國電子工業聯盟（EIA）認証的19吋標準機櫃，搭配焊接接合（一般標準機櫃可能並非用焊接接合，強度有限），並噴上仿鍍鋅的漆料防止生鏽。

機櫃生鏽可能會導致櫃體脆化、歪斜、承重能力不如以往，進而影響到伺服器的存放安全。

若沒有太高的算力需求，或還不確定伺服器種類，就可以先選擇EIA認證的標準機櫃，搭配直立式機架伺服器，就能兼顧基礎需求，同時又有低噪音、高效能。

伺服器通常分成橫放的機架伺服器、直立式伺服器還有同樣是直立式的刀鋒型伺服器，通常後兩者是高速、省空間、能擴充資料中心的好選擇。

不過刀鋒型伺服器雖然感覺優點很多、能節省機櫃內的空間，但由於排列過於緊密，可能會導致過熱、散熱不及，會讓資料中心「看得見雲海」，而且價格也比較昂貴。若已確定要使用刀鋒型伺服器，機櫃散熱機制和設計，就要再更加嚴謹。

現在技術發達，除了焊接之外，還有插Pin、扣件（像是5G機櫃最常使用的拉釘）、電阻焊固定。

「插Pin」是板金界的專屬用語，意思類似於鑲嵌，像木工不用釘子一樣，插Pin也不用任何第三方零件，特過裁切出特殊的形狀，將兩片金屬組合在一起，讓工件快速定位、確保尺寸、位置無誤，以及防呆，但「插Pin」完，仍然要焊接，才能確保工件的穩固性。

扣件和電阻焊都能以最小的接觸點，讓兩種不同金屬連接在一起。只是一種是透過五金配件，一種是透過電阻和施加壓力完成。

而拉釘是扣件中最常見的一種，當中還可以向下細分為：鋁拉釘、鐵拉釘、不銹鋼拉釘、高強度拉釘等等。若只是想要箱體，而且要大量生產的話，拉釘是非常有效率的金屬接合選擇，特別適合薄板、製作過程中的技術含量也沒有焊接那麼高。

不過拉釘的缺點是，箱體的密合性差、沒有辦法做到無縫，若有防塵、防漏、抗震、防焰的考量，就不建議用此方法，或得採取混合施工手法：部分焊接、部分扣件。

如果箱體不是特殊規格，或是數量真的非常龐大，則可以考慮採用鋁擠型的方式製作箱體，因為這種工法不僅強度高，還很輕量，價格也比焊接便宜。但若不符合標準規格，要額外開模的話，模具的費用就得要企業審慎評估。

美觀和強度要同時兼顧，必須考量非常多因素，因為焊接是一門相當深奧的學問，不僅與使用的金屬種類有關，也和厚度、接觸面積的大小、膨脹係數、使用氣體、高溫能量來源、預熱溫度、焊道溫度、焊接人員的手藝等因子脫不了干係，變數可謂相當多。

所以若需要焊接，我們認為應優先考量強度，因為強度和安全息息相關：

• 當焊接沒有焊透，焊透深度在薄板側小於20%以下
• 焊珠不連續集中、不平整、有氣孔
• 融合不良，有部分金屬接面因溫度不足未化為熔池就冷卻了
• 兩側腳長不等長，會導致偏斜、受力不平均

都會使得焊接強度變弱，導致承重或受衝擊力道時，產生安全風險的疑慮。所以必須先顧及強度和耐衝擊程度，再思考如何在焊接結束之後，顧及外觀的審美程度。

雖然焊接變數很多，甚至只要換一個人操作，就有可能得到完全不同的品質，不過何時選用特定的焊接手法，還是有幾個簡單的判斷依據，例如：

• 氬焊：當材質為「不銹鋼」和「鋁」時，或焊道不可太大時。
• CO2焊：適用多種金屬，焊道腳長喉深大於3以上時。

所謂的腳長、喉深，指得是當金屬板材成90度角的時候，腳長為直角等腰三角形的兩側，喉深為三角形角尖到三角形底部的長度。

CO2焊由於便宜又主流，所以施作的彈性較大，有很多種應變的處理方式。

像是我們近期就用CO2焊，做了一個15mm的鋁厚板零件。因為剛開始我們氬焊機器功率不夠，無法焊鋁厚板，所以我們用CO2焊接加上鋁焊條和混合氣體來製作。不久之後，我們也導入高功率的氬焊機，所以在鋁厚板的焊接上２種焊法都可以做。

根據我們的經驗是氬焊焊起來比較美觀，用CO2焊的焊道比較不好控制，還需靠研磨修整，比較費工。

儘管焊接的品質，高度受人為因素影響，但只要在焊接完之後，經過焊道處理機和電解水拋光清洗，去除多餘焊渣、使焊道顏色光澤均勻、好好處理毛邊，再經過烤漆流程，一樣能體現整齊潔淨的美感。若處理得當，甚至能做到完全看不出接合痕跡。

所以，若您目前也遇到金屬機殼、機櫃、電箱、機架、骨架支架設計的障礙，期待有專業的板金廠替您祭出完美的解決方案，歡迎填寫線上表單與迎盛聯繫，我們會安排專人與您聯繫、共同討論圖面，並提出最佳解法，讓您的產品兼顧強度和美感！

企劃、選題｜李品伊、陳鈺涵、邱鈺玲
採訪、撰稿｜邱鈺玲
審稿、校對｜楊斐雯、李品伊