近兩年受疫情與地緣政治因素影響，國(guó)內(nèi)外的工業(yè)激光需求增長(zhǎng)速度明顯放緩，然而激光技術(shù)發(fā)展的腳步卻沒(méi)有停止。在光纖激光器方面，5萬(wàn)瓦功率的產(chǎn)品突破后，近日國(guó)內(nèi)一家激光器頭部企業(yè)高調(diào)宣布推出6萬(wàn)瓦的光纖激光器，將國(guó)產(chǎn)工業(yè)激光器的功率再次提升了一個(gè)高度。
3萬(wàn)瓦以上高功率激光器有多少需求
對(duì)于多模連續(xù)光纖激光器，通過(guò)增加模塊提升功率似乎已經(jīng)是約定俗成的方式，過(guò)去幾年幾乎以每年提升一萬(wàn)瓦遞進(jìn)發(fā)展。而等到超高功率激光器實(shí)現(xiàn)工業(yè)切割、焊接，則難度更大，要求穩(wěn)定性更高。在2022年激光切割方面3萬(wàn)瓦功率實(shí)現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用，4萬(wàn)瓦的設(shè)備正處于小批量應(yīng)用探索中。國(guó)產(chǎn)激光器技術(shù)能突破到這個(gè)層次，發(fā)展速度這么快，極大縮小了與世界先進(jìn)水平的差距，這在十多年前是根本不敢想象的。
在千瓦光纖激光器年代，6千瓦以下的功率事實(shí)上已經(jīng)可以用于大部分常見(jiàn)的金屬品的切割與焊接，比如電梯、汽車、衛(wèi)浴、廚具、家具、機(jī)箱等，從板材到管材厚度都不超過(guò)10mm。當(dāng)功率提升至1萬(wàn)瓦2萬(wàn)瓦，我們?nèi)匀挥欣碛烧f(shuō)服用戶：1萬(wàn)瓦功率切割速度比6千瓦提升了一倍，2萬(wàn)瓦又比1萬(wàn)瓦的切割速度提升了60%以上，并且突破了厚度的局限，2萬(wàn)瓦可以切割50mm以上的碳鋼，這個(gè)厚度在一般工業(yè)品較少見(jiàn)。那么3萬(wàn)瓦以上的功率呢?
這時(shí)，我們就要思考一個(gè)問(wèn)題：3萬(wàn)瓦以上的超高功率激光器究竟有多少需求，應(yīng)用場(chǎng)景是什么?工業(yè)激光設(shè)備是用于制造加工的，最終是要經(jīng)受市場(chǎng)檢驗(yàn)，能做出來(lái)是一回事，有多少市場(chǎng)需求則是另一回事，投入與產(chǎn)出是企業(yè)必須要考慮的因素。
超高功率激光應(yīng)用助力船舶制造質(zhì)量提升
不久前，我國(guó)迎來(lái)了法國(guó)總統(tǒng)馬克龍的訪問(wèn)，令外界關(guān)注的是，空中客車、達(dá)飛海運(yùn)、核電供應(yīng)商法國(guó)電力公司等企業(yè)一同來(lái)訪。
法國(guó)飛機(jī)制造商空中客車宣布與中國(guó)簽署了160架飛機(jī)的批量采購(gòu)協(xié)議，總價(jià)值約200億美元，并將在天津建設(shè)第二條生產(chǎn)線。中國(guó)船舶集團(tuán)有限公司與法國(guó)達(dá)飛海運(yùn)集團(tuán)簽訂合作協(xié)議，協(xié)議包括建造2型16艘超大型集裝箱船，金額達(dá)210多億元人民幣。中廣核與法國(guó)電力公司有著緊密合作，臺(tái)山核電廠就是經(jīng)典之作。
3萬(wàn)瓦以上甚至以后的5萬(wàn)瓦激光設(shè)備，切割能力可達(dá)100mm以上的鋼板，船舶制造是一個(gè)大量采用厚金屬板的領(lǐng)域，一般商用船只船身鋼板厚度超過(guò)25mm，大型貨船則超過(guò)60mm,大型軍艦與超大集裝箱船可能用的100mm厚度特種鋼。以往國(guó)內(nèi)造船作業(yè)上普遍采用等離子切割以及電弧焊，激光的焊接速度更快，熱變形和返工更少，焊縫質(zhì)量高、填料消耗減少，同時(shí)顯著提升成品質(zhì)量。隨著數(shù)萬(wàn)瓦激光功率的出現(xiàn)，激光切割下料與船身激光焊接不再有限制，未來(lái)替代的可能性極大。
豪華郵輪被稱為造船工業(yè)的天花板，以往都是由意大利芬坎蒂尼集團(tuán)、德國(guó)邁爾船廠等幾家船企壟斷，并且在船體棲裝前期材料加工大量采用了激光技術(shù)。我國(guó)首艘國(guó)產(chǎn)郵輪由外高橋造船負(fù)責(zé)，計(jì)劃將于2023年底下水;而招商局在南通海門投資建設(shè)的郵輪制造項(xiàng)目，超前建設(shè)了激光加工中心，包括高功率激光切割和激光焊接薄板生產(chǎn)流水線等。未來(lái)這一應(yīng)用趨勢(shì)將會(huì)逐漸滲透民用商船，我國(guó)是擁有造船訂單最多的國(guó)家，在厚金屬板材的切割與焊接，激光發(fā)揮的作用將會(huì)越來(lái)越多。
萬(wàn)瓦激光器在航空航天的應(yīng)用
航空航天大型運(yùn)輸裝置主要包括火箭和民航客機(jī)，一般要考慮的因素是減重，這對(duì)鋁合金、鈦合金的切割焊接提出新的要求。要實(shí)現(xiàn)高精度的焊切裝配工序，激光技術(shù)必不可少。萬(wàn)瓦高功率激光器的問(wèn)世，在切割質(zhì)量、切割效率和高集成智能化方面為航空航天領(lǐng)域帶來(lái)全面升級(jí)。
航空航天工業(yè)的制造流程中，需要切割和焊接加工的零部件很多，其中包括了發(fā)動(dòng)機(jī)火焰筒、發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣、飛機(jī)框架、尾翼壁板、蜂窩結(jié)構(gòu)、直升機(jī)主旋翼等部位。這些零部件對(duì)切割和焊接接觸面的要求極為嚴(yán)格。
前文說(shuō)空中客車將在我國(guó)建立第二條產(chǎn)線?？罩锌蛙嚭茉缇筒捎昧烁吖β始す饧夹g(shù)，在A340飛機(jī)的制造中，全部鋁合金內(nèi)隔板采用激光焊接;機(jī)身蒙皮與筋板的激光焊接取得了突破性進(jìn)展并已在空中客車A380上得到應(yīng)用。我國(guó)已經(jīng)成功試飛了C919國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)，并將于今年交付，未來(lái)還有C929的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)，能夠預(yù)見(jiàn)未來(lái)在國(guó)產(chǎn)民航客機(jī)制造中，激光必有一席之地。
激光可幫助核電設(shè)施安全建設(shè)
核電是一種新的清潔能源，以美國(guó)、法國(guó)擁有最為領(lǐng)先的核電站建設(shè)技術(shù)，核電占據(jù)了法國(guó)約70%電力供應(yīng)，我國(guó)早期的核電設(shè)施就是和法國(guó)合作的。核電設(shè)施最重要的是安全性，有很多防護(hù)作用的金屬部件需要做切割或焊接工作。
江蘇某核電企業(yè)面對(duì)20mm、30mm、40mm厚板，配置“萬(wàn)瓦級(jí)”激光切割設(shè)備，不僅在加工能力、生產(chǎn)效率、切割效果上能實(shí)現(xiàn)較大提升，而且實(shí)現(xiàn)7*24小時(shí)不間斷平穩(wěn)運(yùn)行，期待滬工切割機(jī)為核電生產(chǎn)領(lǐng)域帶來(lái)全新改變。自主研發(fā)的激光智能跟蹤MAG焊接技術(shù)在田灣核電7、8號(hào)機(jī)組鋼襯里穹頂與筒體批量化應(yīng)用，核電首臺(tái)核級(jí)貫穿件套筒焊接機(jī)器人正在加緊預(yù)制。
去年至今日本決定擅自排放核廢水鬧得沸沸揚(yáng)揚(yáng)，核電設(shè)施安全出問(wèn)題就釀成大事件。在一些金屬構(gòu)件加工上質(zhì)量要求更高，因此高功率激光將有用武之地。
緊隨激光發(fā)展潮流，特域光纖激光冷水機(jī)CWFL-60000問(wèn)世
2023特域緊隨激光發(fā)展潮流，研發(fā)生產(chǎn)出CWFL-60000超高功率光纖激光冷水機(jī)，為60KW的激光器提供穩(wěn)定的制冷保障，雙獨(dú)立溫控，高溫冷卻激光頭，低溫冷卻激光器，一機(jī)兩用，穩(wěn)定激光設(shè)備出光率，保障激光切割機(jī)的快速有限運(yùn)行。
激光技術(shù)的突破，孕育著激光加工設(shè)備的廣闊市場(chǎng)，手握利器才能在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中勇立潮頭。隨著航空航天、船舶制造、核電等高端應(yīng)用領(lǐng)域轉(zhuǎn)型升級(jí)的需要，厚板鋼板加工的需求越來(lái)越多，高功率激光將助力產(chǎn)業(yè)發(fā)展加速。未來(lái)的3萬(wàn)瓦以上超高功率激光應(yīng)用，將集中出現(xiàn)在風(fēng)力、水電、核電、船舶、礦業(yè)機(jī)械及航天航空等重工領(lǐng)域。
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