激光焊接技術(shù)突圍戰(zhàn)！大族激光有何見解？

激光焊接技術(shù)作為現(xiàn)代精密制造的核心工藝，憑借高能量密度、精準熱控和非接觸加工特性，在新能源汽車、半導(dǎo)體、航空航天及電子領(lǐng)域展現(xiàn)不可替代性，已成為先進制造競爭力的核心指標。

光源破壁：國產(chǎn)高功率激光焊接技術(shù)競速戰(zhàn)

在全球制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型加速的當下，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。面對新能源汽車電池封裝、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、能耗超標等致命短板。

據(jù)統(tǒng)計，2024年中國激光焊接成套設(shè)備市場銷售收入突破165億元，同比增長43%，成為驅(qū)動激光設(shè)備市場發(fā)展的重要力量。據(jù)國際制造聯(lián)盟預(yù)測，未來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萬億級賽道中，動力電池的焊接質(zhì)量直接決定電動汽車安全性與續(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)護城河的核心壁壘。當前，德國、日本等制造強國已將該技術(shù)列為國家戰(zhàn)略專項，我國"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。這場由激光焊接引發(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、綠光等短波長激光對高反材料加工具有天然優(yōu)勢，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，國產(chǎn)藍綠激光器無論是激光功率、光束質(zhì)量還是使用壽命等，在很長一段時間內(nèi)都處于較低水平，市場高端焊接光源主要采用德國Laserline、日本Nichia、美國IPG、德國通快等企業(yè)產(chǎn)品。

有鑒于此，身為激光行業(yè)“龍頭”的大族激光早早開啟了短波長激光器技術(shù)領(lǐng)域的布局。2023年12月， 廣東省科學技術(shù)廳發(fā)布《廣東省重點領(lǐng)域研發(fā)計劃項目驗收書》（粵科資字〔2020〕76號），標志著“大功率藍光半導(dǎo)體激光器與應(yīng)用”項目成功驗收，更是彰顯了大族激光對高端激光核心技術(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上，正式對外發(fā)布紅綠藍多元焊接系列新品，為國內(nèi)半導(dǎo)體、新能源、機械制造、消費電子等企業(yè)提供全新的焊接光源選擇。

光譜革命：“藍颶”雙色激光破界賦能精密智造新紀元

在精密制造向多材料復(fù)合、跨尺度加工加速迭代的進程中，紅藍一體激光器憑借雙波長協(xié)同輸出的獨特優(yōu)勢，正在重構(gòu)高端制造的工藝邊界。相較于單一波長激光設(shè)備，紅藍復(fù)合光束通過1080nm（紅外）與450nm（藍光）的波長耦合，實現(xiàn)了對金屬、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，藍光則以高吸收率實現(xiàn)高質(zhì)量熱導(dǎo)焊接，二者能量配比實時可調(diào)的特性，使單臺設(shè)備即可滿足復(fù)雜工件的全流程加工需求。

大族激光推出的“藍颶”紅藍一體激光器以其創(chuàng)新的設(shè)計和先進的技術(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)，將紅光與藍光合二為一，從而實現(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)用場景下無與倫比的優(yōu)勢。

在對2mm紫銅進行疊焊時，采用傳統(tǒng)光纖激光器焊接會產(chǎn)生外觀差、焊接飛濺大的缺點，而采用藍光-光纖激光復(fù)合焊工藝，對2mm紫銅進行疊焊，可以得到外觀光滑、深度3mm的焊縫；在電機發(fā)卡焊接過程中，采用藍光-光纖激光復(fù)合焊接工藝對1 x 5mm2電機發(fā)卡焊接，大光斑藍光提高間隙兼容能力，同時材料對激光吸收率進一步提高，焊接穩(wěn)定性好；在對1.3mm多股銅線（單股線0.4mm）熔球工藝中，激光能量過大時容易產(chǎn)生擊穿、飛濺等問題，而使用藍光復(fù)合焊接工藝，大光斑使得焊接過程極為穩(wěn)定，同時焊接效率更快。

△（左）藍光-光纖激光復(fù)合焊 （右）光纖激光焊接

面對全球制造業(yè)對柔性化、綠色化生產(chǎn)的迫切需求，紅藍一體激光器的國產(chǎn)化突破，不僅意味著中國高端裝備自主可控能力的躍升，更將推動制造范式從“單一波長功能局限”向“光譜智能適配”的跨越，為工業(yè)4.0時代的智造生態(tài)注入核心動能。

綠刃出鞘：破冰高反材料智造困局與國產(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)域聚焦的當下，綠光激光器以其短波長、高吸收率的獨特優(yōu)勢，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)長期受制于國際巨頭壟斷，國產(chǎn)設(shè)備在功率、穩(wěn)定性、工藝成熟度等維度與國際水平存在代差，不僅制約國內(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，國內(nèi)激光領(lǐng)域龍頭企業(yè)——大族激光緊扣市場發(fā)展趨勢，展現(xiàn)激光領(lǐng)軍企業(yè)創(chuàng)新技術(shù)和最新作為，在國內(nèi)率先開展了大能量、高峰值的長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，并在該激光器平臺上開展了大量的應(yīng)用工藝研究，改善國內(nèi)長脈沖綠光激光器應(yīng)用工藝開發(fā)落后現(xiàn)狀。

大族激光研發(fā)的長脈沖綠光激光器具有單脈沖能量大、峰值功率高等優(yōu)點，非常適合于銅、金等高反材料的焊接。針對倍頻效率低的問題，大族激光開展了諧振腔結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計及優(yōu)化工作，通過嚴格計算和實驗研究，開發(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，大族激光獨立開發(fā)了輸出激光直接探測的反饋系統(tǒng)，通過對反饋光路的優(yōu)化和反饋控制電路的重新設(shè)計，獲得了較高反饋精度，整機的輸出功率穩(wěn)定性達到了±1.5%。

從大局來看，大族激光等領(lǐng)軍企業(yè)的技術(shù)突圍，標志著國產(chǎn)替代步入“深水區(qū)”。通過攻克長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)定性優(yōu)化（±1.5%）等硬核技術(shù)，國產(chǎn)設(shè)備已具備與IPG、通快等國際品牌同臺競技的實力。更重要的是，國產(chǎn)化帶來的不僅是技術(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、光學元件到控制系統(tǒng)，全鏈條技術(shù)壁壘的突破將激活國內(nèi)精密光學產(chǎn)業(yè)的“鏈式反應(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)。

在碳中和目標倒逼能源革命、全球制造業(yè)競爭轉(zhuǎn)向“技術(shù)主權(quán)”的今天，綠光激光器的國產(chǎn)化已超越單一技術(shù)范疇，成為大國博弈中搶占智能制造制高點的戰(zhàn)略籌碼。唯有實現(xiàn)核心光源的自主可控，才能在全球高反材料加工賽道上，將中國制造的量產(chǎn)優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為技術(shù)定義權(quán)，真正筑牢從“制造大國”邁向“智造強國”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)激光焊接過程中，由于存在板件間隙大、來件表面油污灰塵、激光能量密度高斯分布特性等因素，很容易產(chǎn)生焊接飛濺等問題，不僅影響焊接質(zhì)量，還會對焊接設(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”之一。

針對上述激光焊接存在的痛點，大族激光結(jié)合環(huán)形激光與QCW激光的優(yōu)勢，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、抗高反能力強等優(yōu)勢，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：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，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)功率獨立可調(diào)的特性，使單臺設(shè)備可滿足預(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，標志著國產(chǎn)激光器在短波長領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)對國際品牌的全面技術(shù)對標；廣東省科技廳驗收的“大功率藍光半導(dǎo)體激光器與應(yīng)用”項目成果落地，進一步鞏固其在高端激光裝備的全球話語權(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，更為未來科技的發(fā)展指明了方向。

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