高功率雷射在高科技和重工業的應用

過去三年，受疫情影響，工業雷射需求成長放緩。然而，雷射技術的發展並未停滯。在光纖雷射領域，功率超過60kW的超高功率光纖雷射相繼問世，將工業雷射的功率提升到了新的高度。

市場對功率超過 30,000 瓦的高功率雷射的需求量有多大？

對於多模連續光纖雷射而言，透過增加模組來提升功率似乎是公認的方法。過去幾年，其功率每年增長1萬瓦。然而，超高功率雷射在工業切割和焊接領域的應用難度更高，且需要更高的穩定性。預計到2022年，3萬瓦功率的雷射將在雷射切割領域大規模應用，而4萬瓦功率的設備目前正處於小規模應用的探索階段。

在千瓦級光纖雷射時代，功率低於6kW的雷射即可用於切割和焊接大多數常見金屬製品，例如電梯、汽車、衛浴設備、廚具、家具和底盤，板材和管材的厚度均不超過10mm。 10000瓦雷射的切割速度是6000瓦雷射的兩倍，而20000瓦雷射的切割速度比10000瓦雷射器高出60%以上。它還突破了厚度限制，可以切割厚度超過50mm的碳鋼，這在一般工業產品中較為罕見。那麼，功率超過30000瓦的高功率雷射又如何呢？

應用高功率雷射技術提升造船質量

今年四月，法國總統馬克宏訪問中國，陪同他所訪問的有空中客車公司、大飛海運集團和法國電力公司等企業。

法國飛機製造商空中巴士宣布與中國簽署一項總額約200億美元的160架飛機批量採購協議。他們也將在天津建設第二條生產線。中國船舶集團有限公司與法國大飛海運集團簽署合作協議，其中包括建造16艘二型超大型貨櫃船，價值超過210億元。中國廣核集團與法國電力公司（Électricité de France）保持著密切的合作關係，台山核電廠就是一個典型的例子。

功率在3萬至5萬瓦之間的高功率雷射設備能夠切割厚度超過100毫米的鋼板。造船業是大量使用厚金屬板的行業，典型的商船船體鋼板厚度超過25毫米，大型貨船甚至超過60毫米。大型軍艦和超大型貨櫃船可能使用厚度達100毫米的特殊鋼材。雷射焊接具有速度更快、熱變形和返工更少、焊接品質更高、填充材料消耗更少以及產品品質顯著提高等優點。隨著功率達數萬瓦雷射的出現，雷射切割和焊接在造船業的應用已不再受限，為未來的替代應用開闢了巨大的潛力。

豪華郵輪一直被視為造船業的巔峰之作，傳統上由義大利芬坎蒂尼和德國邁爾造船廠等少數幾家船廠壟斷。雷射技術在船舶建造的早期階段已被廣泛應用於材料加工。中國首艘國產郵輪計劃於2023年底下水。招商局集團也在南通海通推進其郵輪製造項目的雷射加工中心建設，該中心包含一條高功率雷射切割焊接薄板生產線。預計這一應用趨勢將逐步滲透到民用商船領域。中國擁有全球最多的造船訂單，雷射在厚金屬板切割焊接中的作用將持續成長。

10kW以上雷射在航太領域的應用

航空航太運輸系統主要包括火箭和商用飛機，減輕重量是關鍵考慮因素。這對鋁合金和鈦合金的切割和焊接提出了新的要求。雷射技術對於實現高精度焊接和切割組裝工藝至關重要。 10kW以上高功率雷射的出現，從切割品質、切割效率和高整合度智慧化等方面，為航空航太領域帶來了全面升級。

在航空航太工業的製造過程中，許多零件都需要切割和焊接，包括發動機燃燒室、發動機機匣、飛機框架、尾翼面板、蜂巢結構和直升機主旋翼等。這些部件對切割和焊接接口的要求極為嚴格。

空中巴士公司長期以來一直使用高功率雷射技術。在A340飛機的製造過程中，所有鋁合金內部隔框均採用雷射焊接。機身蒙皮和縱樑的雷射焊接技術取得了突破性進展，並已應用於空中巴士A380飛機。中國自主研發的C919大型飛機已成功完成試飛，並將於今年交付。此外，還有C929等未來項目正在進行中。可以預見，雷射技術未來將在商用飛機製造領域佔據重要地位。

雷射技術有助於核電設施的安全建設。

核能是一種新型清潔能源，美國和法國在核電廠建設方面擁有最先進的技術。核電約佔法國電力供應的70%，中國在核電設施建設初期與法國合作。安全是核電設施最重要的方面，其中許多具有防護功能的金屬部件需要切割或焊接。

中國自主研發的雷射智慧追蹤MAG焊接技術已在田灣核電廠7號和8號機組的鋼襯穹頂和筒體中大規模應用。目前，首台核級熔透套管焊接機器人正在研發中。

順應雷射技術發展的趨勢，Teyu推出了CWFL-60000超高功率雷射。光纖雷射冷卻器。

Teyu緊跟雷射技術發展趨勢，研發生產了CWFL-60000超高功率光纖雷射冷卻器，該產品可提供60kW雷射設備的穩定冷卻採用雙獨立溫控系統，可同時冷卻高溫雷射頭和低溫雷射光源，為雷射設備提供穩定的輸出，有效確保高功率雷射切割機的快速高效運作。

雷射技術的突破催生了廣泛的雷射加工設備市場。唯有擁有合適的工具，才能在激烈的市場競爭中保持領先地位。隨著航空航太、造船、核電等高端應用領域轉型升級的需求不斷增長，厚板加工的需求日益增加，而高功率雷射將有助於該行業的加速發展。未來，功率超過3萬瓦的超高功率雷射將主要應用於風電、水力、核能、造船、礦山機械、航空航太等重工業領域。