引言/Introduction
国产超快激光正从参数突破走向工业量产。如何将光源性能转化为稳定、可复制的焊接工艺?本期我们对话激光研究院-激光器研发中心技术经理陈经理,探讨国产超快激光从实验室走向产线的机遇与挑战。
▲ UW 超快激光器
01
行业进展
今年下半年,超快激光赛道两次出圈:华东师大重庆研究院曾和平团队的 FemtoSuper 毫焦级飞秒激光器摘得第 26 届工博会 CIIF 大奖,核心器件 100% 国产化并已量产;中科院西安光机所的直接液冷 Yb:YAG 薄片激光器,在千赫兹重频下实现 200 mJ 级脉冲输出,指标追平国际同类产品。
一个从奖台走下产线,一个换条路线追平国际——国产超快激光的竞争重心,正从"能不能做出来"转向"能不能长期稳定地用起来"。2025 年中国超快激光器市场规模约 52.2 亿元,2026 年预计增至 62.3 亿元;但高端光源与核心光学器件仍较依赖进口,国产化的下一步,是提升长期稳定性与量产可用性。
Question
&
Answer
激光研究院
/激光器研发中心 技术经理
陈经理
Q
/
A
国产超快激光突破,将如何影响精密焊接?
参数突破不等于量产可用。国产超快激光在单脉冲能量、核心器件国产化等方面取得进展,长期看会拓宽精密焊接的能力边界——单脉冲能量更高,能加工的材料更厚、适配的材质更多,也能打开成本下行通道。但真正决定成本能否下探的,不单是光源成本,而是长期稳定性、工艺良率和批次一致性。
对联赢而言,供应链成熟意味着更多技术参考和配套选择,也进一步印证了我们的判断:光源自主可控、光源与工艺一体化开发,才是长期竞争力的核心。
Q
/
A
超快激光焊接如何划分它的适用边界?哪几类是"非超快不可"的?
超快焊接的边界,本质是“热损伤能不能接受”。纳秒、连续光纤等热传导焊接必然存在热扩散;超快激光以非线性吸收为主,热影响区可控制在微米级,热变形接近零,这是它不可替代的原因。
“非超快不可”的场景主要有四类:热敏感器件微连接、微米级微区焊接、高难度异质材料焊接、超薄箔材及多层精密叠片。
Q
/
A
自研光源为“难焊”材料(钛合金、紫铜、异种金属等)带来了哪些工艺优势?
自研光源的价值在于能从源头定义输出,让波长、脉冲时序、脉冲波形、调制带宽等参数按材料焊接需求定制。相比外购光源,可拓展的工艺空间更大。
针对钛合金、紫铜、异种金属等这类“难焊”材料,联赢的优势主要体现在:
多波长同轴同步、时序精准调配。同轴复合焊接头不是把两束光并排打在工件上,而是同轴共光路、空间完全重合,并可自主控制不同波长光源的脉冲时序与能量配比。
脉冲波形自定义、脉冲时序可控。可实现多段能量台阶脉冲,精准控制熔池的升温、保温与冷却速率,缓解钛合金焊接易产生气孔、裂纹,异种金属易偏熔等问题。
激光器、光路、焊接头一体化协同设计。 激光器的光斑模式、M2、发散角等参数,与焊接头的准直、聚焦、保护气结构协同匹配;微焊场景下可深度集成同轴监控、测温、送气,提升焊点能量稳定性。
工艺数据库与激光器底层参数打通。工艺库不只记录焊接速度、离焦量,而是关联激光器核心参数,实现从光源参数到运动控制系统的协同优化,有效提升焊接一致性与稳定性。
Q
/
A
公司目前如何布局超快光源,并保证量产工艺稳定?
联赢的超快光源走"自研为主、外采验证为辅"的路线:面向核心客户、高保密、高定制化的量产工艺,配套自研超快光源,保证时序、波形、接口可控;同时也会采用成熟商用超快光源做对标与工艺对比验证,持续跟踪产业链技术迭代。
▲ UW超快激光-样品示例
超快光源与复合光源的配合,我们核心抓两点:空间上同轴共光路,时序上同步可控。工艺窗口则分三层定义:基础物理窗口、在线传感补偿窗口,以及考虑原材料公差、镜片衰减、波长漂移的批次容差窗口,从而扛住量产波动
Q
/
A
现在业界已经有飞秒+皮秒"复合焊接"的思路,目前公司做过类似的复合尝试吗?
飞秒+皮秒光源复合这个方向,公司内部很早就开展了原理验证和工艺实验,这与我们长期坚持的复合光源技术路线一脉相承——联赢在紫外、绿光、红外多波长复合焊接技术上有长期沉淀。
▲ UW 超快激光器
纯飞秒冷焊热影响小,但熔合界面可能存在结合力不足或微裂纹;引入皮秒脉冲做低热输入预热或后回火,可在不明显扩大热影响区的前提下调控熔池应力,兼顾低损伤与力学可靠性。
从我们的验证来看,难点不在把两台超快光源简单叠加,而在激光参数控制与材料工艺适配:同轴共路与时空同步、能量配比闭环可控,以及建立包含剪切、疲劳、界面金相的长期可靠性评价标准。
Q
/
A
超快激光大规模进入产线,还需解决什么问题?
参数达标只是入场券,真正上量产线还需跨过四道坎:
全生命周期成本。光源售价之外,折旧、耗材更换、光路校准与停机时长才是大头,得靠长期稳定性和更长的耗材周期,把后期成本真正压下来。
长期运行的一致性与可靠。实验室连跑几十小时不够,工业现场要连续跑几个月,脉宽、脉冲对比度与光斑的缓慢漂移最易出问题——行业目前还缺统一、严苛的量产可靠性标准。
标准化、可复用的焊接工艺数据库。焊接不像切割打孔那样标准化,材料组合、镀层、粗糙度一变工艺就得重做。只有把金相、力学、老化数据沉淀成模块化工艺包,交付周期才短得下来、使用门槛才降得下去。
在线检测与闭环控制。 微米级焊点靠肉眼和普通 CCD 判断不了内部熔合质量,事后抽检也跟不上。量产需要同轴、非破坏性实时监测,把光源、焊接头、传感与算法做成闭环,实时识别虚焊、未熔合、微裂纹并动态调整参数。
·END·
参数突破只是入场券。从实验室到产线,超快激光还要跨过成本、一致性、工艺库、在线闭环这四道坎——而这正是联赢坚持自研光源、把工艺数据与激光器底层参数打通的意义:让"难焊"材料拥有一个可被工程化定义、可复制的工艺窗口。
未来,联赢激光将继续推进光源、焊接头、工艺与检测的协同开发,让实验室的参数优势转化为产线上的稳定质量。
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