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激光功率“通胀”怪圈下,三要素闭环破局产业内卷!

维科网激光  · 公众号  ·  · 2025-03-10 15:57

正文

激光行业正陷入一场静默的技术围城。当光纤激光器的 功率竞赛“通胀”怪圈 ,当光束质量参数逐渐趋同,制造商们发现他们陷入了尴尬的境地,用近乎 相同的技术方案 ,在红海市场中争夺 日渐稀薄的利润空间 ,企业陷入 “增量不增收” 的困境,而高端领域的核心技术壁垒却仍被国际巨头把持。这种内卷在激光焊接领域尤为突出。面对 新能源汽车、航空航天、船舶制造等行业对异质材料焊接、超厚板加工 的新需求,传统激光设备仍在用固定光斑与离线调试的“原始”方式应对动态变化的加工场景,难以突破良率天花板。

近年来,AI技术的爆发式演进,为这场困局撕开了突破口,大模型推理能力的跃迁、边缘计算硬件的成熟,与激光技术的高度可控性产生了奇妙的化学反应。在这场技术与时代的双向奔赴中,笔者了解到, 认知光子(北京)激光科技有限公司以“自学习+自适应+自进化” 的智能闭环公式,率先完成了关键拼图的嵌合,将在2025年上海慕尼黑光博会上,正式对外推出 智能激光焊接全要素解决方案。

激光焊接的下一程,不再是功率与速度的线性叠加,而是 AI赋能的“认知升维” 。当光束控制从机械传动迈入数字孪生,当工艺优化从人工试错转向自主进化,一场深度的技术融合革命正在改写产业规则,这场始于上海光博会的技术叙事,或将 终结中国激光产业的“内卷宿命”。

三大要素构筑“激光焊接超级大脑”
在高能激光器领域长达二十年的技术积淀,让认知光子创始团队敏锐地捕捉到了激光焊接行业演进的关键隘口。当传统方案困于功率、精度、效率的取舍博弈时,这家初创型激光企业,选择以全矢量光场调控光纤激光技术与认知智能控制技术两大核心优势为支点,撬动激光焊接能力的系统性升级,拓展金属材料的激光可焊性和工艺窗口,并将激光焊接工艺参数优化时间缩短至数分钟。 其最新发布的智能焊接全要素解决方案,正通过三个技术维度的协同作用,重塑激光焊接的价值坐标系。

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软件定义光纤激光器是自带小脑的焊接激光。 认知光子针对激光焊接领域的痛点与难点,基于全光纤全矢量光场调控颠覆性技术,推出了软件定义激光器SDL-10000-CW。该激光器凭借高能激光相控阵技术原理,内置偏振、振幅、延时、相位等参数的全光纤精确调控器件,解耦了功率、质量与动态光束整形频率的强关联。

就常规工业激光器而言,通常只具备高功率特性,而现有的特种激光器也仅具备高功率与高光束质量。但SDL-10000-CW兼具“高功率、高光束质量、高动态光束整形速率”的“三高”属性,单纤输出功率可达10-20kW,光束质量达1.2倍衍射极限,动态光束整形频率突破10MHz,三者形成协同优势。

其中,高光束整形频率在厚板激光焊接及定向能领域具有核心优势与不可替代性,比现有方案高出4个数量级,直接破解了10mm以上钢材、铝合金和压铸铝件的焊接难题,为缺乏新增长点的焊接市场带来一针久违的“兴奋剂”。

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软件定义高能光纤激光器产品

除此之外,SDL-10000-CW软件定义激光器具有柔性设计的潜能,该产品输出的光斑形貌及时序可根据用户需求在软件上定义,实现任意激光形貌和时序的输出,实现了焊接激光的光斑形貌可定义、可排序、可切换,焦点可扫描,是激光材料智能加工、新一代激光定向能领域的优质光源。

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激光光束成形软件定义界面

五合一激光焊中监测传感器是激光焊接的透视眼。 在传统焊接制造体系中,缺陷检测始终是制约生产效能的瓶颈环节。传统检测手段面临三重困境:人工目检依赖经验判断且无法捕捉内部缺陷、视觉检测受制于等离子体光辐射干扰,识别率不足、破坏性抽检易造成材料损耗。面对虚焊、气孔等隐性缺陷,常规手段的检出率过低,且检测延迟导致批量返工成本激增。这种粗放式质控模式难以满足高端应用领域的严苛需求。有鉴于此,认知光子的五合一激光焊中监测传感器专为检测激光焊接过程中的潜在缺陷而设计,开创了焊接过程的全息感知模式。

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“五合一”激光焊中监控传感器

该传感器集成了LWM、OCT与声波特征分析技术,通过被动监测激光加工过程中的光谱辐射信号特征,并结合主动发射激光测量熔池扰动、焦距偏移等信息,实现高效的焊接质量监控。同时,五合一激光焊中监测传感器具备100MHz高采样频率和16位采样精度,实现微米级缺陷的动态捕获,适配红光、绿光、蓝光激光器,可实时监控并检测虚焊、飞溅、气孔、夹杂、焊穿、咬边等多种焊接缺陷。这套感知系统的价值不仅在于检测精度的提升,更改写了质量控制的时间坐标系。在单个焊接脉冲尚未结束时,系统就能预判飞溅风险并触发参数调整。这种从“事后判废”到“实时纠偏”的改进,使激光焊接良率大幅提升,同时也降低了质量管控成本。

激光焊接实时推理控制平台是激光焊接的大脑。 该平台的创新性在于打通了感知与执行的神经链路,依托825TOPS算力、178Gbps传输带宽与亚毫秒级延迟,构建了焊接工艺的智能决策引擎,以实现激光焊接闭环控制。

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激光焊接实时推理控制平台外观图

通过集成图像采集、光谱分析与实时推理算法,该平台强化了学习模型对海量焊接工艺数据的实时解析,凭借强大的算力和低延时数据处理能力,使其能够满足激光焊接、增材制造过程中的高吞吐量、低时延控制需求,推动激光焊接技术迈向智能化。

总体而言,认知光子智能激光焊接全要素解决方案三大核心组件的协同效能,在材料科学层面解决了焊接工艺的固有矛盾,本质上是将激光焊接从“能量工具”进化为“智能体”,全面支持激光焊接系统的自学习、自适应和自进化。当行业仍在争论功率与精度的平衡点时,认知光子的这种技术架构,已为激光焊接划定了新的性能基准线。

多场景应用,炼造高质量“工业裁缝”
激光焊接技术作为智能制造转型的核心环节,正在重塑现代制造业的底层逻辑。 认知光子智能焊接全要素解决方案以三要素闭环,适应多场景和多材料,强化学习模型支持激光焊接工艺在线优化和系统自我进化,为工业级焊接场景提供标准化技术底座,推动新质生产力向智能化、柔性化方向持续演进。

在重型装备制造领域 ,面对 船舶制造、能源管道、风电塔筒等中厚钢结构 的焊接需求,认知光子的解决方案展现了厚板加工的独特优势。例如针对10-20mm高强结构钢的深熔焊,智能焊接全要素解决方案在保证熔深均匀性的同时,将焊接热变形控制在极小的误差内。无论舰船甲板钢的单面单道焊接,还是海上风电塔筒的环形焊缝,亦或是能源输送管道的纵向接缝,均能实现完美的焊接效果显著提升焊接接头的抗疲劳性能与服役寿命,降低维护成本,为大型基础设施的安全可靠运行提供工艺保障。

新能源汽车制造领域的技术迭代需求尤为迫切,国产激光焊接应用渗透率大幅提升。 认知光子的解决方案通过多维度工艺参数优化,在车身轻量化、动力总成焊接、动力电池高反材料焊接、异种金属叠层连接等场景中,显著提升焊接强度与装配精度,确保焊接的质量和效率。相较于传统工艺其在降低热变形、减少后续加工环节等方面展现出独特优势,为整车制造的成本控制与质量管控提供新路径。

在航空航天与高端装备领域 ,无论是复杂曲面构件焊接,还是特殊环境下的材料加工,认知光子的解决方案自适应调控能力均可实现工艺参数与工况条件的精准匹配,为关键部件的可靠性提升提供技术支撑,助力航空航天装备向更高性能维度突破。

此外,认知光子的智能焊接全要素解决方案还在 定向能装备、增材制造及科研等领域场景中广泛应用。 面向工业4.0的深度渗透,认知光子正持续完善技术矩阵。通过整合多个工艺模块,以形成覆盖全场景的标准化解决方案体系。这种技术包容性不仅降低了企业的智能化改造门槛,更在深层次上推动制造环节从“经验依赖”向“数据驱动”迁移。

从产品到生态,深度赋能用户
认知光子智能焊接全要素解决方案的产业化落地,依托于完整的硬件产品矩阵与数字化底层技术生态。在智能焊接全要素解决方案之外,认知光子进一步推出面向细分场景的设备,如中厚钢激光自熔焊系统 大幅面铝合金振镜焊接系统,推动激光焊接技术向工程化、规模化纵深发展。

据了解, 中厚钢激光自熔焊系统以万瓦全矢量光场调控光纤激光器为核心,集成了“五合一”激光焊中监控传感器、激光焊接实时推理控制平台。 通过模块化、可配置的激光焊接软件控制,系统能够应对复杂工况,解决了中厚板激光焊接对准公差和焊接缺陷的难题,提升了焊接品质,有效改善了气孔、裂纹、咬边等常见焊接缺陷,提高了焊接强度和疲劳寿命。

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中厚钢激光自熔焊系统







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