高功率激光在高科技和重工业中的应用

过去三年，受疫情影响，工业激光需求增速放缓。然而，激光技术的发展并未停滞。在光纤激光器领域，功率超过60kW的超高功率光纤激光器相继问世，将工业激光的功率提升到了新的高度。

市场对功率超过 30,000 瓦的高功率激光器的需求量有多大？

对于多模连续光纤激光器而言，通过增加模块来提升功率似乎是公认的方法。过去几年，其功率每年增长1万瓦。然而，超高功率激光器在工业切割和焊接领域的应用难度更大，且需要更高的稳定性。预计到2022年，3万瓦功率的激光器将在激光切割领域得到大规模应用，而4万瓦功率的设备目前正处于小规模应用的探索阶段。

在千瓦级光纤激光器时代，功率低于6kW的激光器即可用于切割和焊接大多数常见金属制品，例如电梯、汽车、卫浴设备、厨具、家具和底盘，板材和管材的厚度均不超过10mm。10000瓦激光器的切割速度是6000瓦激光器的两倍，而20000瓦激光器的切割速度比10000瓦激光器高出60%以上。它还突破了厚度限制，可以切割厚度超过50mm的碳钢，这在一般工业产品中较为罕见。那么，功率超过30000瓦的高功率激光器又如何呢？

应用高功率激光技术提高造船质量

今年四月，法国总统马克龙访问中国，陪同他访问的有空中客车公司、大飞海运集团和法国电力公司等企业。

法国飞机制造商空中客车公司宣布与中国签署一项总额约200亿美元的160架飞机批量采购协议。他们还将在天津建设第二条生产线。中国船舶集团有限公司与法国大飞海运集团签署合作协议，其中包括建造16艘二型超大型集装箱船，价值超过210亿元人民币。中国广核集团与法国电力公司（Électricité de France）保持着密切的合作关系，台山核电站就是一个典型的例子。

功率在3万至5万瓦之间的高功率激光设备能够切割厚度超过100毫米的钢板。造船业是大量使用厚金属板的行业，典型的商船船体钢板厚度超过25毫米，大型货船甚至超过60毫米。大型军舰和超大型集装箱船可能使用厚度达100毫米的特种钢材。激光焊接具有速度更快、热变形和返工更少、焊缝质量更高、填充材料消耗更少以及产品质量显著提高等优点。随着功率达数万瓦激光器的出现，激光切割和焊接在造船业的应用已不再受限，为未来的替代应用开辟了巨大的潜力。

豪华邮轮一直被视为造船业的巅峰之作，传统上由意大利芬坎蒂尼和德国迈尔造船厂等少数几家船厂垄断。激光技术在船舶建造的早期阶段已被广泛应用于材料加工。中国首艘国产邮轮计划于2023年底下水。招商局集团也在南通海通推进其邮轮制造项目的激光加工中心建设，该中心包含一条高功率激光切割焊接薄板生产线。预计这一应用趋势将逐步渗透到民用商船领域。中国拥有全球最多的造船订单，激光在厚金属板切割焊接中的作用将持续增长。

10kW以上激光器在航空航天领域的应用

航空航天运输系统主要包括火箭和商用飞机，减轻重量是关键考量因素。这给铝合金和钛合金的切割和焊接提出了新的要求。激光技术对于实现高精度焊接和切割装配工艺至关重要。10kW以上高功率激光器的出现，从切割质量、切割效率和高集成度智能化等方面，为航空航天领域带来了全面升级。

在航空航天工业的制造过程中，许多部件都需要切割和焊接，包括发动机燃烧室、发动机机匣、飞机框架、尾翼面板、蜂窝结构和直升机主旋翼等。这些部件对切割和焊接接口的要求极其严格。

空客公司长期以来一直使用高功率激光技术。在A340飞机的制造过程中，所有铝合金内部隔框均采用激光焊接。机身蒙皮和纵梁的激光焊接技术取得了突破性进展，并已应用于空客A380飞机。中国自主研发的C919大型飞机已成功完成试飞，并将于今年交付。此外，还有C929等未来项目正在推进中。可以预见，激光技术未来将在商用飞机制造领域占据重要地位。

激光技术有助于核电设施的安全建设。

核能是一种新型清洁能源，美国和法国在核电站建设方面拥有最先进的技术。核电约占法国电力供应的70%，中国在核电设施建设初期曾与法国开展合作。安全是核电设施最重要的方面，其中许多具有防护功能的金属部件需要切割或焊接。

中国自主研发的激光智能跟踪MAG焊接技术已在田湾核电站7号和8号机组的钢衬穹顶和筒体中大规模应用。目前，首台核级熔透套管焊接机器人正在研制中。

顺应激光技术发展的趋势，Teyu推出了CWFL-60000超高功率激光器。光纤激光冷却器。

Teyu紧跟激光技术发展趋势，研发生产了CWFL-60000超高功率光纤激光冷却器，该产品可提供60kW激光设备的稳定冷却采用双独立温控系统，可同时冷却高温激光头和低温激光源，为激光设备提供稳定的输出，有效保证大功率激光切割机的快速高效运行。

激光技术的突破催生了广阔的激光加工设备市场。唯有拥有合适的工具，才能在激烈的市场竞争中保持领先地位。随着航空航天、造船、核电等高端应用领域转型升级的需求不断增长，厚板加工的需求日益增加，而高功率激光器将助力该行业的加速发展。未来，功率超过3万瓦的超高功率激光器将主要应用于风电、水电、核电、造船、矿山机械、航空航天等重工业领域。