光源破壁：國(guó)產(chǎn)高功率激光焊接技術(shù)競(jìng)速戰(zhàn)
 

　　在全球制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型加速的當(dāng)下，激光焊接技術(shù)正成為重塑工業(yè)制造格局的顛覆性力量。面對(duì)新能源汽車(chē)電池封裝、航天精密部件制造、半導(dǎo)體微型化裝配等領(lǐng)域?qū)附庸に嚨臉O限要求，傳統(tǒng)焊接技術(shù)已顯露出熱影響區(qū)大、材料變形率高、能耗超標(biāo)等致命短板。
 

　　據(jù)統(tǒng)計(jì)，2024年中國(guó)激光焊接成套設(shè)備市場(chǎng)銷(xiāo)售收入突破165億元，同比增長(zhǎng)43%，成為驅(qū)動(dòng)激光設(shè)備市場(chǎng)發(fā)展的重要力量。據(jù)國(guó)際制造聯(lián)盟預(yù)測(cè)，未來(lái)五年全球高精度焊接需求將激增300%，而采用激光焊接可使生產(chǎn)效率提升5-8倍，良品率突破99.5%的行業(yè)瓶頸，單件能耗降低40%以上。特別是在新能源革命催生的萬(wàn)億級(jí)賽道中，動(dòng)力電池的焊接質(zhì)量直接決定電動(dòng)汽車(chē)安全性與續(xù)航能力，激光焊接技術(shù)已成為頭部企業(yè)構(gòu)建技術(shù)護(hù)城河的核心壁壘。當(dāng)前，德國(guó)、日本等制造強(qiáng)國(guó)已將該技術(shù)列為國(guó)家戰(zhàn)略專(zhuān)項(xiàng)，我國(guó)"十四五"高端裝備規(guī)劃更將其列為"卡脖子"技術(shù)攻關(guān)重點(diǎn)。這場(chǎng)由激光焊接引發(fā)的制造革命，正在倒逼全球產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行顛覆性重構(gòu)——不是選擇，而是生死攸關(guān)的必然抉擇。
 

　　在焊接光源領(lǐng)域，由于藍(lán)、綠光等短波長(zhǎng)激光對(duì)高反材料加工具有天然優(yōu)勢(shì)，因此成為高端焊接領(lǐng)域主流光源。但受技術(shù)與材料的限制，國(guó)產(chǎn)藍(lán)綠激光器無(wú)論是激光功率、光束質(zhì)量還是使用壽命等，在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)都處于較低水平，市場(chǎng)高端焊接光源主要采用德國(guó)Laserline、日本Nichia、美國(guó)IPG、德國(guó)通快等企業(yè)產(chǎn)品。
 

　　有鑒于此，身為激光行業(yè)“龍頭”的大族激光早早開(kāi)啟了短波長(zhǎng)激光器技術(shù)領(lǐng)域的布局。2023年12月， 廣東省科學(xué)技術(shù)廳發(fā)布《廣東省重點(diǎn)領(lǐng)域研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目驗(yàn)收書(shū)》(粵科資字〔2020〕76號(hào))，標(biāo)志著“大功率藍(lán)光半導(dǎo)體激光器與應(yīng)用”項(xiàng)目成功驗(yàn)收，更是彰顯了大族激光對(duì)高端激光核心技術(shù)的創(chuàng)新能力與研發(fā)決心。
 

　　在此背景下，大族激光在2025年上海慕尼黑光博會(huì)上，正式對(duì)外發(fā)布紅綠藍(lán)多元焊接系列新品，為國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體、新能源、機(jī)械制造、消費(fèi)電子等企業(yè)提供全新的焊接光源選擇。
 

　　光譜革命：“藍(lán)颶”雙色激光破界賦能精密智造新紀(jì)元
 

　　在精密制造向多材料復(fù)合、跨尺度加工加速迭代的進(jìn)程中，紅藍(lán)一體激光器憑借雙波長(zhǎng)協(xié)同輸出的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，正在重構(gòu)高端制造的工藝邊界。相較于單一波長(zhǎng)激光設(shè)備，紅藍(lán)復(fù)合光束通過(guò)1080nm(紅外)與450nm(藍(lán)光)的波長(zhǎng)耦合，實(shí)現(xiàn)了對(duì)金屬、聚合物、陶瓷等異質(zhì)材料的高效協(xié)同加工——紅光憑借高穿透力完成深層加工，藍(lán)光則以高吸收率實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量熱導(dǎo)焊接，二者能量配比實(shí)時(shí)可調(diào)的特性，使單臺(tái)設(shè)備即可滿(mǎn)足復(fù)雜工件的全流程加工需求。
 

　　大族激光推出的“藍(lán)颶”紅藍(lán)一體激光器以其創(chuàng)新的設(shè)計(jì)和先進(jìn)的技術(shù)，成為了一款顛覆性的產(chǎn)品。它融合了最尖端的半導(dǎo)體激光技術(shù)，將紅光與藍(lán)光合二為一，從而實(shí)現(xiàn)了超高功率輸出與雙高亮度的驚人表現(xiàn)。這一設(shè)計(jì)不僅顯著提高了激光器的整體輸出效率，更賦予了它在各種應(yīng)用場(chǎng)景下無(wú)與倫比的優(yōu)勢(shì)。
 

　　在對(duì)2mm紫銅進(jìn)行疊焊時(shí)，采用傳統(tǒng)光纖激光器焊接會(huì)產(chǎn)生外觀差、焊接飛濺大的缺點(diǎn)，而采用藍(lán)光-光纖激光復(fù)合焊工藝，對(duì)2mm紫銅進(jìn)行疊焊，可以得到外觀光滑、深度3mm的焊縫；在電機(jī)發(fā)卡焊接過(guò)程中，采用藍(lán)光-光纖激光復(fù)合焊接工藝對(duì)1 x 5mm2電機(jī)發(fā)卡焊接，大光斑藍(lán)光提高間隙兼容能力，同時(shí)材料對(duì)激光吸收率進(jìn)一步提高，焊接穩(wěn)定性好；在對(duì)1.3mm多股銅線(單股線0.4mm)熔球工藝中，激光能量過(guò)大時(shí)容易產(chǎn)生擊穿、飛濺等問(wèn)題，而使用藍(lán)光復(fù)合焊接工藝，大光斑使得焊接過(guò)程極為穩(wěn)定，同時(shí)焊接效率更快。
 

△(左)藍(lán)光-光纖激光復(fù)合焊 (右)光纖激光焊接
 

　　面對(duì)全球制造業(yè)對(duì)柔性化、綠色化生產(chǎn)的迫切需求，紅藍(lán)一體激光器的國(guó)產(chǎn)化突破，不僅意味著中國(guó)高端裝備自主可控能力的躍升，更將推動(dòng)制造范式從“單一波長(zhǎng)功能局限”向“光譜智能適配”的跨越，為工業(yè)4.0時(shí)代的智造生態(tài)注入核心動(dòng)能。
 

　　綠刃出鞘：破冰高反材料智造困局與國(guó)產(chǎn)替代加速度
 

　　在全球精密制造加速向高反材料(銅、鋁、金等)加工領(lǐng)域聚焦的當(dāng)下，綠光激光器以其短波長(zhǎng)、高吸收率的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，成為新能源電池極耳焊接、半導(dǎo)體封裝、光伏組件精密加工等關(guān)鍵工藝的核心裝備。然而，這一戰(zhàn)略性技術(shù)長(zhǎng)期受制于國(guó)際巨頭壟斷，國(guó)產(chǎn)設(shè)備在功率、穩(wěn)定性、工藝成熟度等維度與國(guó)際水平存在代差，不僅制約國(guó)內(nèi)高端制造業(yè)的迭代速度，更威脅產(chǎn)業(yè)鏈安全。
 

　　在此背景下，國(guó)內(nèi)激光領(lǐng)域龍頭企業(yè)——大族激光緊扣市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)，展現(xiàn)激光領(lǐng)軍企業(yè)創(chuàng)新技術(shù)和最新作為，在國(guó)內(nèi)率先開(kāi)展了大能量、高峰值的長(zhǎng)脈沖綠光激光器研發(fā)，迅速突破峰值功率1.5kW的技術(shù)指標(biāo)，并在該激光器平臺(tái)上開(kāi)展了大量的應(yīng)用工藝研究，改善國(guó)內(nèi)長(zhǎng)脈沖綠光激光器應(yīng)用工藝開(kāi)發(fā)落后現(xiàn)狀。
 

　　大族激光研發(fā)的長(zhǎng)脈沖綠光激光器具有單脈沖能量大、峰值功率高等優(yōu)點(diǎn)，非常適合于銅、金等高反材料的焊接。針對(duì)倍頻效率低的問(wèn)題，大族激光開(kāi)展了諧振腔結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計(jì)及優(yōu)化工作，通過(guò)嚴(yán)格計(jì)算和實(shí)驗(yàn)研究，開(kāi)發(fā)了一套具有優(yōu)異熱穩(wěn)定性的諧振腔結(jié)構(gòu)。該激光器整機(jī)系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠，獲得的激光倍頻效率大于35%。此外，為了保持功率穩(wěn)定性，大族激光獨(dú)立開(kāi)發(fā)了輸出激光直接探測(cè)的反饋系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)反饋光路的優(yōu)化和反饋控制電路的重新設(shè)計(jì)，獲得了較高反饋精度，整機(jī)的輸出功率穩(wěn)定性達(dá)到了±1.5%。
 

　　從大局來(lái)看，大族激光等領(lǐng)軍企業(yè)的技術(shù)突圍，標(biāo)志著國(guó)產(chǎn)替代步入“深水區(qū)”。通過(guò)攻克長(zhǎng)脈沖綠光激光器的峰值功率限制(突破1.5kW)、倍頻效率提升(>35%)、功率穩(wěn)定性?xún)?yōu)化(±1.5%)等硬核技術(shù)，國(guó)產(chǎn)設(shè)備已具備與IPG、通快等國(guó)際品牌同臺(tái)競(jìng)技的實(shí)力。更重要的是，國(guó)產(chǎn)化帶來(lái)的不僅是技術(shù)自主，更是產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新的生態(tài)重構(gòu)——從激光晶體材料、光學(xué)元件到控制系統(tǒng)，全鏈條技術(shù)壁壘的突破將激活國(guó)內(nèi)精密光學(xué)產(chǎn)業(yè)的“鏈?zhǔn)椒磻?yīng)”，為半導(dǎo)體設(shè)備、航空航天等更高附加值領(lǐng)域奠定基礎(chǔ)。
 

　　在碳中和目標(biāo)倒逼能源革命、全球制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)轉(zhuǎn)向“技術(shù)主權(quán)”的今天，綠光激光器的國(guó)產(chǎn)化已超越單一技術(shù)范疇，成為大國(guó)博弈中搶占智能制造制高點(diǎn)的戰(zhàn)略籌碼。唯有實(shí)現(xiàn)核心光源的自主可控，才能在全球高反材料加工賽道上，將中國(guó)制造的量產(chǎn)優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為技術(shù)定義權(quán)，真正筑牢從“制造大國(guó)”邁向“智造強(qiáng)國(guó)”的根基。
 

　　雙環(huán)智焊：凹型數(shù)字環(huán)QCW重構(gòu)精密制造邊界
 

　　在傳統(tǒng)激光焊接過(guò)程中，由于存在板件間隙大、來(lái)件表面油污灰塵、激光能量密度高斯分布特性等因素，很容易產(chǎn)生焊接飛濺等問(wèn)題，不僅影響焊接質(zhì)量，還會(huì)對(duì)焊接設(shè)備造成污染和損壞，這在一定程度上影響了激光焊接技術(shù)的推廣。另一方面，在部分高溫銅合金焊接過(guò)程中由于材料高導(dǎo)熱率產(chǎn)生的熱變形也是影響激光焊接技術(shù)發(fā)展的“痛點(diǎn)”之一。
 

　　針對(duì)上述激光焊接存在的痛點(diǎn)，大族激光結(jié)合環(huán)形激光與QCW激光的優(yōu)勢(shì)，推出凹型數(shù)字環(huán)QCW激光器。該款產(chǎn)品具有峰值功率高、穩(wěn)定性高、光電轉(zhuǎn)換效率高、抗高反能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，可以在幾毫秒內(nèi)提供10倍于平均功率的激光，保持高穿透力的同時(shí)大幅降低熱影響，非常適合精密零部件的焊接。
 

　　大族激光發(fā)布的該系列產(chǎn)品通過(guò)雙光束同軸能量調(diào)控技術(shù)，有效解決了傳統(tǒng)激光焊接的行業(yè)痛點(diǎn)：其一，抑制飛濺難題，中心光束聚焦深熔焊、外環(huán)穩(wěn)定熔池的設(shè)計(jì)，將銅/鋁合金等高反材料焊接飛濺率降低90%以上，避免了金屬顆粒污染工件和精密元器件損傷；其二，突破熱變形瓶頸，環(huán)形能量分布使熱影響區(qū)減少30%-50%，尤其適用于動(dòng)力電池極耳、IGBT芯片等熱敏感部件的精密加工；其三，提升工藝兼容性，內(nèi)外環(huán)功率獨(dú)立可調(diào)的特性，使單臺(tái)設(shè)備可滿(mǎn)足預(yù)熱、焊接、后處理等多工序需求，焊接效率提升40%。
 

　　小結(jié)
 

　　大族激光此次新品發(fā)布，標(biāo)志著國(guó)產(chǎn)激光器在短波長(zhǎng)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)對(duì)國(guó)際品牌的全面技術(shù)對(duì)標(biāo)；廣東省科技廳驗(yàn)收的“大功率藍(lán)光半導(dǎo)體激光器與應(yīng)用”項(xiàng)目成果落地，進(jìn)一步鞏固其在高端激光裝備的全球話語(yǔ)權(quán)；其全球首創(chuàng)的超高功率與雙高亮度特性，不僅彰顯了公司在激光技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)先地位，更為未來(lái)科技的發(fā)展指明了方向。