隨著國(guó)內(nèi)制造業(yè)向智能化、高端化方向邁進(jìn)，激光加工技術(shù)不斷被引入加工環(huán)節(jié)中。其中，作為最常用的加工方式之一，激光焊接得到了廣泛應(yīng)用。激光焊接應(yīng)用屬于多學(xué)科綜合性的高科技技術(shù)，對(duì)于提高產(chǎn)品質(zhì)量而言，有著非常重要的意義。因此，分析激光工藝當(dāng)前存在的問(wèn)題及未來(lái)的發(fā)展方向是非常重要的。在激光焊接中，常用的激光器有YAG激光器，CO2激光器和半導(dǎo)體泵浦激光器。

激光噴碼機(jī)焊接應(yīng)用領(lǐng)域廣泛

在現(xiàn)代化的生產(chǎn)加工制造中，對(duì)工藝的要求越來(lái)越高，激光噴碼機(jī)焊接工藝的技術(shù)水平也隨之不斷提升，特別是在應(yīng)用較多的領(lǐng)域，如汽車(chē)制造業(yè)、鎂合金、鋁合金、塑料焊接加工、船舶重工業(yè)等領(lǐng)域。比如說(shuō)，在新能源電池方面，激光噴碼機(jī)焊接工藝已成為電池制造中的重要工藝，使得電池從外觀、容量、耐久性方面都在不斷貼合市場(chǎng)需求。除了電池之外，激光焊接在汽車(chē)車(chē)身厚薄板、汽車(chē)零件方面均有著廣泛應(yīng)用。此外，在心臟起搏器、密封繼電器等密封器件，以及各種不允許焊接污染和變形的器件中，均能看到激光噴碼機(jī)焊接工藝的參與。

電子元器件加工是激光焊接的主要應(yīng)用領(lǐng)域之一。在傳統(tǒng)的焊接工藝下，焊接面容易產(chǎn)生過(guò)高的溫度和輻射，這種情況可能會(huì)損壞電子元件本身，造成電子元件斷裂或者接觸不良，或者影響其周?chē)h(huán)境等。雖然這些不利影響能通過(guò)相關(guān)手段進(jìn)行解決，但無(wú)疑會(huì)對(duì)電子元件的使用壽命產(chǎn)生不利影響，甚至影響相關(guān)設(shè)備的正常工作。

從我國(guó)目前的生產(chǎn)應(yīng)用來(lái)看，激光噴碼機(jī)焊接已被廣泛應(yīng)用于電子元件焊接領(lǐng)域。因?yàn)榧す夂附庸に嚳梢葬槍?duì)局部微小范圍內(nèi)加熱的優(yōu)良特性，還能準(zhǔn)確控制電子元件焊接部位的局部溫度。通俗來(lái)說(shuō)，激光焊接工藝能夠?qū)崿F(xiàn)在微小領(lǐng)域產(chǎn)生較高平均溫度，并且不會(huì)對(duì)周邊的區(qū)域產(chǎn)生不利影響。

汽車(chē)是激光噴碼機(jī)焊接的重要領(lǐng)域

汽車(chē)工業(yè)是一個(gè)需要大量加工和測(cè)試的生產(chǎn)型產(chǎn)業(yè)，也是激光技術(shù)應(yīng)用廣泛的行業(yè)之一。由于激光焊接工藝擁有高加工質(zhì)量、效率高、柔性好等優(yōu)勢(shì)，隨著汽車(chē)輕量化概念的不斷深入、安全性能觀念日益增強(qiáng)，激光焊接工藝在汽車(chē)工業(yè)領(lǐng)域?qū)⒌玫礁嘀匾暫透鼜V泛應(yīng)用。

在汽車(chē)加工中，鋁合金是一種較非常普遍的材料，而激光焊接工藝在鋁合金材料的焊接方面有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。使用激光進(jìn)行焊接，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)鋁合金材料的高效保護(hù)。然而，在鋁合金加工中使用激光焊接也存在一定的弊端，這是由鋁合金自身的熱力性能所決定的。使用激光焊接雖然能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)鋁合金元件的有效保護(hù)，卻無(wú)法有效避免熔池飛濺、小孔塌陷等焊接過(guò)程中常發(fā)現(xiàn)象。

隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)和新能源技術(shù)不斷興起，越來(lái)越多汽車(chē)開(kāi)始裝配上動(dòng)力電池。由于激光焊接是一種非接觸式、高精度、高效的焊接方式，可以經(jīng)濟(jì)快速地進(jìn)行電池結(jié)構(gòu)件焊接及密封，在電池制造環(huán)節(jié)上得到廣泛應(yīng)用。在整個(gè)動(dòng)力電池制造中，包括電芯、模組和pack中有約19個(gè)主要構(gòu)件部位需要焊接，其中，有11個(gè)目前必須使用激光焊接完成，5個(gè)可能用到激光焊接，3個(gè)不使用激光焊接。而在方殼電池中，密封釘、蓋板組件以及封口都需要用到激光焊接；在圓柱電池及模組中，需要用到激光焊接的部分則有極耳、蓋帽、匯流排等等。

在模組側(cè)板焊接方面，動(dòng)力電池模組常用鋁合金型材、板材作為模組外框結(jié)構(gòu)件，焊接質(zhì)量的好壞，決定了模組整體結(jié)構(gòu)的剛性。采用不同的焊接頭和工藝可以獲得不同的焊接效果，側(cè)板激光焊接也發(fā)展出多種工藝方式。普通焊接頭的氣孔率達(dá)10％，雙光束焊接頭氣孔率在3％，而擺動(dòng)光斑焊接頭的氣孔率只有1％。越來(lái)越多的先進(jìn)激光焊接設(shè)備及工藝，不斷的提高焊接質(zhì)量，降低氣孔率。

此外，電芯封口激光焊接是電池制造的一道重要工藝，對(duì)電池的成品率極大的影響。電芯焊接速度越來(lái)越快的同時(shí)，還需要保證焊縫一致性等焊縫性能。由此衍生出多種激光焊接封口工藝。其中，光纖激光器高速擺動(dòng)焊接，焊縫平整光滑，一致性好。而擺動(dòng)頭隨著焊接頻率的提升對(duì)爆點(diǎn)有修復(fù)作用。

動(dòng)力電池是一個(gè)安全性要求非常高的產(chǎn)品，電池漏液可能會(huì)導(dǎo)致模組內(nèi)電池間短路，易造成高溫起火等事故，而電池中裂紋和孔洞的存在則是焊縫密封失效的潛在因素。因此，使用激光進(jìn)行高質(zhì)量焊接是電池制造中非常關(guān)鍵的部分。

大族、華工紛紛加強(qiáng)汽車(chē)領(lǐng)域布局

作為激光設(shè)備領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)，大族激光和華工科技在激光行業(yè)中動(dòng)向總能收獲無(wú)數(shù)關(guān)注。近些年來(lái)，大族和華工紛紛加強(qiáng)了在新能源汽車(chē)領(lǐng)域的布局，搶占未來(lái)市場(chǎng)高點(diǎn)。

近年來(lái)，大族激光噴碼機(jī)通過(guò)“合縱連橫”戰(zhàn)略布局，打通了電池制程設(shè)備閉環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈。目前，大族激光可提供各分段整線設(shè)備，包括攪拌、涂布、模切、卷繞、電芯裝配、電芯周邊焊接、注液、模組組裝、PACK組裝等方面，已形成了電芯自動(dòng)裝配線、鋁殼模組自動(dòng)智能組裝整線系統(tǒng)等。

從近些年的動(dòng)作來(lái)看，大族在汽車(chē)領(lǐng)域的布局不斷完善。2016年4月，大族戰(zhàn)略控股東莞駿卓公司，實(shí)現(xiàn)軟包動(dòng)力電池、鋁殼動(dòng)力電池設(shè)備及模組/Pack線和公司激光焊接設(shè)備無(wú)縫對(duì)接；2016年8月，戰(zhàn)略控股深圳鉑納特斯公司，實(shí)現(xiàn)公司激光焊接設(shè)備與注液機(jī)無(wú)縫對(duì)接；今年8月，大族激光對(duì)外公告中標(biāo)新能源客戶寧德時(shí)代的通知，中標(biāo)金額累計(jì)3.53億元，中標(biāo)項(xiàng)目主要包括激光模切設(shè)備、焊接設(shè)備、成形設(shè)備等，以上設(shè)備主要用于新能源電池的生產(chǎn)加工。

為了加強(qiáng)在新能源領(lǐng)域的布局，華工激光于今年4月10日在深圳成立了新能源設(shè)備事業(yè)部。新能源設(shè)備事業(yè)部的成立，彰顯出華工激光對(duì)該領(lǐng)域的重視程度又上升到了一個(gè)新的高度。

華工激光在汽車(chē)領(lǐng)域的加碼并非一時(shí)興起，圍繞汽車(chē)制造的加工工藝相當(dāng)復(fù)雜，在這些方面華工激光其實(shí)都已頗有建樹(shù)。在新能源汽車(chē)核心部件之一的動(dòng)力電池方面，華工激光將激光焊接技術(shù)與自動(dòng)化，智能系統(tǒng)結(jié)合，打造了汽車(chē)動(dòng)力電池全自動(dòng)封口線，用先進(jìn)的激光加工工藝，助力新能源汽車(chē)動(dòng)力性能上的提升。華工激光自主研發(fā)的國(guó)內(nèi)首條新能源汽車(chē)全鋁車(chē)身焊裝生產(chǎn)線，打破了日韓歐美等國(guó)家的壟斷，增強(qiáng)了國(guó)內(nèi)汽車(chē)制造業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。汽車(chē)以及相關(guān)零部件領(lǐng)域和消費(fèi)電子領(lǐng)域是華工激光著重的兩大發(fā)展方向，而新能源汽車(chē)則是汽車(chē)領(lǐng)域的重中之重。

隨著激光噴碼機(jī)焊接工藝不斷發(fā)展成熟，適用的領(lǐng)域也也在不斷拓展。在某些領(lǐng)域，激光焊接工藝取代傳統(tǒng)的焊接工藝，成為主流的焊接技術(shù)，已經(jīng)指日可待。可以預(yù)見(jiàn)，激光焊接在未來(lái)一定會(huì)有更廣泛的應(yīng)用。