高功率雷射在高科技和重工業的應用

近三年來，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止。在光纖雷射領域，60kW以上超高功率光纖雷射陸續面市，將工業雷射的功率推向了新的高度。

30,000瓦以上的高功率雷射的需求量有多大？

對於多模連續光纖雷射來說，透過增加模組來提升功率似乎是約定俗成的套路。過去幾年，功率每年都在以萬瓦的速度成長。然而，超高功率雷射實現工業切割和焊接的難度更大，對穩定性的要求也更高。 2022年，3萬瓦的功率將大規模應用於雷射切割，而4萬瓦的設備目前正處於小規模應用的探索階段。

千瓦級光纖雷射時代，6kW以下的功率即可用於切割焊接電梯、汽車、衛浴、廚具、家具、底盤等大部分常見金屬製品，板材和管材厚度均不超過10mm。 1萬瓦雷射的切割速度是6000瓦雷射的2倍，2萬瓦雷射的切割速度比1萬瓦雷射增加60%以上，並且突破了厚度限制，可以切割50mm以上的碳鋼，這在一般工業產品中並不多見。那麼3萬瓦以上的高功率雷射呢？

應用高功率雷射提高船舶建造質量

今年4月，法國總統馬克宏訪華，空中巴士、大飛航運、法國電力公司等企業隨行。

法國飛機製造商空中巴士宣布與中國達成160架飛機的大量採購協議，總價值約200億美元。他們也將在天津建設第二條生產線。中國船舶集團公司與法國達飛航運集團簽署合作協議，包括建造16艘2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合作密切，台山核電廠就是一個典型例子。

3萬至5萬瓦的高功率雷射設備，可切割厚度超過100毫米的鋼板。造船業是大量使用厚板的行業，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。雷射焊接速度更快，熱變形和返工更少，焊接品質更高，填充材料消耗更少，產品品質顯著提升。隨著數千瓦級雷射的出現，雷射切割和焊接在造船業的應用將不再受限，未來替代潛力巨大。

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、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初期就被廣泛應用於材料加工。中國首艘國產豪華郵輪計劃於2023年底下水。招商局集團也已在南通海通推進其豪華郵輪製造項目的雷射加工中心建設，其中包括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，雷射在厚板切割和焊接領域的作用將持續成長。

10kW+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，輕量化是其關鍵考慮因素，這對鋁合金和鈦合金的切割和焊接提出了新的要求。雷射技術是實現高精度焊接和切割組裝工藝的關鍵。 10kW+高功率雷射的出現，為航太領域帶來了切割品質、切割效率、高整合度和智慧化的全面升級。

在航空航太工業的製造過程中，需要進行切割和焊接的部件非常多，包括發動機燃燒室、發動機機匣、飛機框架、尾翼壁板、蜂窩結構、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在使用高功率雷射技術。在A340飛機的製造中，所有鋁合金內部艙壁均採用雷射焊接。機身蒙皮和縱樑的雷射焊接也取得了突破性進展，並在空中巴士A380上得到應用。中國國產C919大型客機已成功試飛，並將於今年交付。此外，還有C929等未來專案的研發。可以預見，雷射在未來商用飛機製造中將佔有一席之地。

雷射技術有助於核電設施的安全建設

核電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%，中國在法國核電設施建設初期就與其進行了合作。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。

我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、8號機組鋼內襯穹頂和筒體上實現批量應用，首台核級穿透套筒焊接機器人正在研發中。

順應雷射發展的潮流，特宇推出了CWFL-60000超高功率光纖雷射冷水機。

特宇緊跟著雷射發展趨勢，研發生產了CWFL-60000超高功率光纖雷射冷水機，為60kW雷射設備提供穩定的冷卻。它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雷射加工設備的廣大市場。唯有掌握了正確的工具，才能在激烈的市場競爭中立於不敗之地。隨著航空航太、船舶、核電等高端應用領域的轉型升級，厚板鋼板加工需求日益增長，高功率雷射將協助產業加速發展。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、船舶、礦場機械、航空航太等重工業領域。