柠檬光子HCSEL激光模块二次光学设计结构简单，可有效降低激光焊接设备的整体制造成本和后续维护费用

时间： 2023-05-20 来源：柠檬光子官网

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激光焊接优点突出，渗透率将不断提升：激光加工是一种高效、精密的加工方式。得益于光纤激光器较充分的国产化，近年来激光加工在国内快速发展和普及。“非接触加工”和“高能量密度”是激光加工的重要特点，使得其与传统加工方式相比，有着高效率、高精度、低能耗、材料变形小、易控制等先天优势。激光加工设备正在对各种传统的加工设备进行广泛替代，如激光打标机替代油墨喷码机、激光切割机替代火焰切割设备、激光焊接机替代传统焊接设备等。在面板、半导体、锂电等新兴制造业中，激光设备也得到越来越多的应用。美国科学和技术政策办公室曾有统计，2010年，美国GDP的50%与激光技术的应用及拓展相关，国内该比例大约在10%-15%，行业成长空间依然广阔。

在所有的激光设备中，用于工业加工的比例，大约占60%。焊接是激光工业应用的主要场景之一，是利用高能量密度的激光束作为热源的高效、精密的焊接方法。

柠檬光子预计未来我国激光焊接设备行业规模仍将较快速增长，主要依据有以下几点：第一，作为一种新兴的焊接方式，我国激光焊接的渗透率还很低，提升空间大。根据中国电器工业协会（电焊机分会）的统计数据，2020年我国各类电焊机产量为1109万台。联赢激光2020年的营业收入为8.78亿元，而当年我国激光焊接设备市场规模为51.2亿元；根据联赢激光公告，2020年联赢激光共生产激光器及焊接机共701台；若简单假设联赢激光在激光焊接设备领域的销售额市占率约等于其产（销）量市占率，由此推算2020年我国激光焊接设备在电焊机中的渗透率尚不足1%。长期来看，随着技术的不断成熟，和核心零部件成本的不断下降，激光焊接的渗透率将持续提升。

激光焊接的优势

相比传统的焊接工艺，激光焊接在精度、效率等方面有显著优势。激光主要用于熔化焊，少数情况下也可作为钎焊的热源，几乎不用于压力焊。相比传统的焊接工艺，激光焊接有以下特点和优势：

●适应的材料更广：激光焊接不仅适合于碳钢的焊接，也更加适合铝、铜等有色金属的焊接，尤其是对焊接精度要求高的薄铝板等材料；基于微纳激光、超快激光等新兴技术，激光焊接甚至可以应用到有机玻璃之间的焊接；

●更大深宽比：激光焊接功率密度更高，可实现10倍以上的深宽比，高功率激光对于厚板的焊接强度较电阻焊更高；

●热变形更小：更高的功率密度也使得激光焊接的焊缝更窄，热影响区更小，且由于激光焊接属于非接触式加工，焊接时热变形更小；

●焊接质量更高：合适的气体保护下，激光焊缝质量更高，连接强度明显高于电弧焊和电阻焊；

●更容易实现自动化：激光焊接属于无接触加工，更容易实现自动化。

在汽车领域，不少车型以激光焊接作为卖点，如大众、Audi、奔驰等。大众汽车将激光应用到白车身顶部的焊接中，由于激光焊接近完美的外观和良好的密封性，使得其不用再在焊缝处使用密封条，且焊接强度和在潮湿环境下的使用寿命显著提升。

在动力电池领域，激光焊接也凭借高效、高质量等优点，快速取代了其他焊接手段，成为动力电池生产线的标配设备。目前动力电池的生产中，使用激光焊接的环节主要包括：

中道工艺：极耳的焊接（包括预焊接）、极带的点焊接、电芯入壳的预焊、外壳顶盖密封焊接、注液口密封焊接等；

后道工艺：包括电池PACK模组时的连接片焊接，以及模组后的盖板上的防爆阀焊接等。

柠檬光子HCSEL激光模块

基于柠檬光子独家的HCSEL激光芯片技术，开发一系列100瓦到5千的大功率激光焊接头。

利用HCSEL芯片高光效，高功率密度，输出光型易于二次光学整形。可以更加不同应用的焊接面对激光输出光型的不同要求，针对性的设计不同输出光型的光斑，在提高功率密度的同时，定制更优化的输出光斑，大大提高了焊接质量和焊接效率。

由于大功率HCSEL激光器二次光学设计结构简单，可以有效降低激光焊接设备的整体制造成本和后续维护费用。

图 1

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