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走进联赢激光——探讨激光焊接的核心难点与破局方向

近年来激光焊接市场快速发展,被认为是“激光技术在切割应用之后的下一个爆发点”。但由于激光焊接应用更为复杂、技术门槛更高、应用成本也相对较高,从事激光焊接市场的企业相对较少,目前大族激光、迅镭激光、联赢激光、华工激光、逸飞激光等企业相对领先(以激光焊接专利数量角度排名,见文章《2019年激光焊接设备行业市场规模与专利数据》)。

激光焊接到底难在何处?哪些市场更有潜力?激光焊接未来该从哪些方向进行突破?带着这些疑问,OFweek激光网日前拜访了“科创板激光焊接第一股”——联赢激光的董事长韩金龙,以期能找到答案。

联赢激光董事长韩金龙

揭秘激光焊接四大难点及解决方案

联赢激光成立于2005年,经过15年的耕耘,在动力电池、汽车及五金、消费电子、光通讯等领域均已实现规模化的产业应用。其中动力电池市场是联赢激光的主战场,2019年该市场收入占主营业务收入的77.99%。

韩金龙认为,激光焊接之所以复杂,是因为不同的产品、不同的应用场景、不同的强度需求,所采用的工艺、夹具等的要求都不一样,无法像切割、打标应用一样做出大量的标准化产品。对激光焊接应用而言,几乎每一种应用需求都需要定制化产品。对动力电池焊接设备而言,技术难点主要集中在焊接工艺焊接速度工装治具设计焊接除尘

焊接工艺所涉及的参数指标包括波长(波段)、波形控制、功率(能量)、离焦量等。联赢激光在成立初期就投入大量研发,在铝材和铜材料的焊接方面积累了丰富的经验与数据,并形成较多专利,在业内具有较大的竞争优势。韩金龙介绍说:“早年我们以YAG激光器为核心研发出YAG 激光焊接机,以波形控制能量负反馈技术为突破口,降低了能量波动,确保焊接质量。此后我们不断研发,积累了同种金属、异种金属、塑料、玻璃等多个材料领域的焊接经验,并开发出激光摆动 (Wobble)焊接技术、高频脉冲焊接技术 (MOPA)、平顶光束(光束整形)焊接技术、激光多波长同轴复合焊接技术、激光送丝钎焊技术、激光飞行焊接技术、激光同步焊接技术、激光锡焊等多项激光焊接工艺专利技术,在工艺层面上很好地解决了焊接质量问题。我们近期推出的蓝光激光器更是使焊接质量有了非常大的提升。”

动力电池焊接

面对动力电池不同部位的不同要求,联赢激光均能从其庞大的工艺库中找到对应的方案,如YAG激光成了动力电池密封钉焊接的行业优选,复合焊接技术是动力电池顶盖焊接的最优选等等,密封钉和顶盖焊接良品率可达99.5%以上。此外,铜、金等高反射材料对蓝光的吸收率更高,蓝光激光器在焊接应用上有极大的优势,可以解决飞溅、气孔、表面质量差等一系列焊接缺陷,能够大幅提升激光焊接速度、改善激光焊接质量。

提高效率是企业发展的保证,能否提高焊接效率也成了激光焊接设备性能的重要体现。提高设备的焊接效率,一方面在于自动化系统的设计及控制,另一方面就在于提高激光焊接本身的速度。为解决自动化问题,联赢激光组建团队进行技术开发,已先后完成交付600多种非标定制自动化激光焊接系统,满足了1300多种类的部品焊接要求。而在焊接速度方面,联赢激光也不断进行各种实验验证,包括控制系统算法、运动机构、焊接质量等等各项验证开发。据悉,联赢激光率先在行业里把焊接速度提到了200mm/s,同时凭借复合焊技术,在提速的同时还能保证极好的焊接质量。

要提升焊接品质,除了激光器本身的品质和先进工艺外,工装治具的设计也至关重要。韩金龙认为:“做好焊接必须要在产品的装夹方式上下功夫。”联赢激光结合电池工艺的不断革新,不断加强电池新工艺治具的预研,开发出大量的焊接工装治具,很好地适应了电池技术的发展。

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