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激光焊接技术突围战!大族激光有何见解?

维科网激光  · 公众号  · 科技创业 科技自媒体  · 2025-03-21 20:50

主要观点总结

激光焊接技术作为现代精密制造的核心工艺,已成为先进制造竞争力的关键指标。面对全球制造业的迫切需求,国产激光设备在焊接光源、红蓝一体激光器、长脉冲绿光激光器等方面取得重要突破。大族激光等领军企业的技术创新,不仅推动了高端装备自主可控能力的提升,更将推动制造范式的转变,为工业4.0时代注入核心动能。

关键观点总结

关键观点1: 激光焊接技术在全球制造业中的重要性

激光焊接技术凭借高能量密度、精准热控和非接触加工特性,在新能源汽车、半导体、航空航天及电子领域展现不可替代性,成为先进制造竞争力的核心指标。

关键观点2: 国产激光设备的进展与突破

在对抗全球制造业柔性化、绿色化生产需求的过程中,国产激光设备在焊接光源、红蓝一体激光器、长脉冲绿光激光器等方面取得重要突破,推动了高端装备自主可控能力的提升。

关键观点3: 大族激光的技术创新与影响

大族激光等领军企业紧扣市场发展趋势,展现激光领军企业创新技术和最新作为,在国内率先开展大能量、高峰值的长脉冲绿光激光器研发,迅速突破峰值功率技术指标,改善了国内长脉冲绿光激光器应用工艺开发落后现状。其技术突破标志着国产替代步入“深水区”,国产设备已具备与国际品牌竞争的实力。

关键观点4: 激光焊接技术的行业应用

激光焊接技术广泛应用于新能源电池、半导体封装、航天精密部件制造等领域,对焊接工艺的极限要求推动了激光焊接技术的快速发展。


正文

激光焊接技术作为现代精密制造的核心工艺,凭借高能量密度、精准热控和非接触加工特性,在新能源汽车、半导体、航空航天及电子领域展现不可替代性,已成为先进制造竞争力的核心指标。

光源破壁:

国产高功率激光焊接技术竞速战

在全球制造业智能化转型加速的当下,激光焊接技术正成为重塑工业制造格局的颠覆性力量。面对新能源汽车电池封装、航天精密部件制造、半导体微型化装配等领域对焊接工艺的极限要求, 传统焊接技术已显露出热影响区大、材料变形率高、能耗超标等致命短板。

据统计,2024年中国激光焊接成套设备市场销售收入突破165亿元,同比增长43%,成为驱动激光设备市场发展的重要力量。据国际制造联盟预测,未来五年全球高精度焊接需求将激增300%,而采用激光焊接可使生产效率提升5-8倍,良品率突破99.5%的行业瓶颈,单件能耗降低40%以上。特别是在新能源革命催生的万亿级赛道中,动力电池的焊接质量直接决定电动汽车安全性与续航能力,激光焊接技术已成为头部企业构建技术护城河的核心壁垒。当前,德国、日本等制造强国已将该技术列为国家战略专项,我国"十四五"高端装备规划更将其列为"卡脖子"技术攻关重点。 这场由激光焊接引发的制造革命,正在倒逼全球产业链进行颠覆性重构——不是选择,而是生死攸关的必然抉择。

在焊接光源领域,由于蓝、绿光等短波长激光对高反材料加工具有天然优势,因此成为高端焊接领域主流光源。但受技术与材料的限制,国产蓝绿激光器无论是激光功率、光束质量还是使用寿命等,在很长一段时间内都处于较低水平,市场高端焊接光源主要采用德国Laserline、日本Nichia、美国IPG、德国通快等企业产品。

有鉴于此,身为激光行业“龙头”的大族激光早早开启了短波长激光器技术领域的布局。2023年12月, 广东省科学技术厅发布《广东省重点领域研发计划项目验收书》(粤科资字〔2020〕76号),标志着“大功率蓝光半导体激光器与应用”项目成功验收,更是彰显了大族激光对高端激光核心技术的创新能力与研发决心。

在此背景下,大族激光在2025年上海慕尼黑光博会上,正式对外发布红绿蓝多元焊接系列新品,为国内半导体、新能源、机械制造、消费电子等企业提供全新的焊接光源选择。

光谱革命:

“蓝飓”双色激光破界赋能精密智造新纪元

在精密制造向多材料复合、跨尺度加工加速迭代的进程中,红蓝一体激光器凭借双波长协同输出的独特优势,正在重构高端制造的工艺边界。相较于单一波长激光设备,红蓝复合光束通过1080nm(红外)与450nm(蓝光)的波长耦合,实现了对金属、聚合物、陶瓷等异质材料的高效协同加工——红光凭借高穿透力完成深层加工,蓝光则以高吸收率实现高质量热导焊接,二者能量配比实时可调的特性,使单台设备即可满足复杂工件的全流程加工需求。

大族激光推出的“蓝飓”红蓝一体激光器以其创新的设计和先进的技术,成为了一款颠覆性的产品。 它融合了最尖端的半导体激光技术,将红光与蓝光合二为一,从而实现了超高功率输出与双高亮度的惊人表现。这一设计不仅显著提高了激光器的整体输出效率,更赋予了它在各种应用场景下无与伦比的优势。

在对2mm紫铜进行叠焊时,采用传统光纤激光器焊接会产生外观差、焊接飞溅大的缺点,而采用蓝光-光纤激光复合焊工艺,对2mm紫铜进行叠焊,可以得到外观光滑、深度3mm的焊缝;在电机发卡焊接过程中,采用蓝光-光纤激光复合焊接工艺对1 x 5mm²电机发卡焊接,大光斑蓝光提高间隙兼容能力,同时材料对激光吸收率进一步提高,焊接稳定性好;在对1.3mm多股铜线(单股线0.4mm)熔球工艺中,激光能量过大时容易产生击穿、飞溅等问题,而使用蓝光复合焊接工艺,大光斑使得焊接过程极为稳定,同时焊接效率更快。

△(左)蓝光-光纤激光复合焊 (右)光纤激光焊接

面对全球制造业对柔性化、绿色化生产的迫切需求,红蓝一体激光器的国产化突破,不仅意味着中国高端装备自主可控能力的跃升, 更将推动制造范式从“单一波长功能局限”向“光谱智能适配”的跨越,为工业4.0时代的智造生态注入核心动能。

绿刃出鞘:

破冰高反材料智造困局与国产替代加速度

在全球精密制造加速向高反材料(铜、铝、金等)加工领域聚焦的当下,绿光激光器以其短波长、高吸收率的独特优势,成为新能源电池极耳焊接、半导体封装、光伏组件精密加工等关键工艺的核心装备。然而,这一战略性技术长期受制于国际巨头垄断,国产设备在功率、稳定性、工艺成熟度等维度与国际水平存在代差,不仅制约国内高端制造业的迭代速度,更威胁产业链安全。

在此背景下,国内激光领域龙头企业——大族激光紧扣市场发展趋势,展现激光领军企业创新技术和最新作为,在国内率先开展了大能量、高峰值的长脉冲绿光激光器研发,迅速突破峰值功率1.5kW的技术指标,并在该激光器平台上开展了大量的应用工艺研究,改善国内长脉冲绿光激光器应用工艺开发落后现状。


大族激光研发的长脉冲绿光激光器具有单脉冲能量大、峰值功率高等优点,非常适合于铜、金等高反材料的焊接 。针对倍频效率低的问题 ,大族激光开展了谐振腔结构参数的设计及优化工作,通过严格计算和实验研究,开发了一套具有优异热稳定性的谐振腔结构。该激光器整机系统工作稳定可靠,获得的激光倍频效率大于35%。此外, 为了保持功率稳定性 ,大族激光独立开发了输出激光直接探测的反馈系统,通过对反馈光路的优化和反馈控制电路的重新设计,获得了较高反馈精度,整机的输出功率稳定性达到了±1.5%。

从大局来看,大族激光等领军企业的技术突围,标志着国产替代步入“深水区”。通过攻克长脉冲绿光激光器的峰值功率限制(突破1.5kW)、倍频效率提升(>35%)、功率稳定性优化(±1.5%)等硬核技术,国产设备已具备与IPG、通快等国际品牌同台竞技的实力。更重要的是, 国产化带来的不仅是技术自主,更是产业链协同创新的生态重构——从激光晶体材料、光学元件到控制系统,全链条技术壁垒的突破将激活国内精密光学产业的“链式反应”,为半导体设备、航空航天等更高附加值领域奠定基础。

在碳中和目标倒逼能源革命、全球制造业竞争转向“技术主权”的今天,绿光激光器的国产化已超越单一技术范畴,成为大国博弈中抢占智能制造制高点的战略筹码。 唯有实现核心光源的自主可控,才能在全球高反材料加工赛道上,将中国制造的量产优势转化为技术定义权,真正筑牢从“制造大国”迈向“智造强国”的根基。







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