机遇与挑战--国产激光焊接机的盛衰记

       激光焊接是利用高能量的激光脉冲对材料进行微小区域内的局部加热，激光辐射的能量通过热传导向材料的内部扩散，将材料熔化后形成特定熔池。它是一种新型的焊接方式，激光焊接主要针对薄壁材料、精密零件的焊接，可实现点焊、对接焊、叠焊、密封焊等，深宽比高，焊缝宽度小，热影响区小、变形小，焊接速度快，焊缝平整、美观，焊后无需处理或只需简单处理，焊缝质量高，无气孔，可精确控制，聚焦光点小，定位精度高，易实现自动化。

激光焊接机又常称为激光焊机、镭射焊机，按其工作方式常可分为激光模具烧焊机（手动焊接机）、 自动激光焊接机、激光点焊机、光纤传输激光焊接机。

激光焊接机按工作模式分,有脉冲激光点焊和连续激光密封焊两种,脉冲激光主要用于1mm厚度以内薄壁金属材料的点焊和缝焊，连续光纤激光焊接深宽比大，焊接速度快。

激光焊接是把能量密度很高的激光束照射到两部分材料上，使局部受热熔化，然后冷却凝固连成一体。相对传统的焊接工艺，激光焊接具有以下优点:

1. 无接触加工，对焊接零件没有外力作用。

2. 激光能量高度集中，热影响小，热变形小。

3. 可以焊接高熔点，难熔，难焊的金属，如钛合金，铝合金等。可实现某些异种材料间的焊接。

4. 焊接过程对环境没有污染，在空气中可以直接焊接，工艺简便。

5. 焊点小，焊缝窄，整齐美观，焊后无需处理或只需简单处理工序。焊缝组织均匀，气孔少，缺陷少，可减少和优化母材质杂，焊缝的机械强度往往高于母材的机械强度。激光焊接的机械性能、抗蚀性能和电磁学性能上优于常规焊接方法。

6. 激光可精确控制，聚焦光点小，可高精度定位，实现精密加工。

7. 易于与计算机数控系统或机械手，机器人配合，实现自动焊接，提高生产效率。

      所以，采用激光焊接，具有高精度、高效率、高强度和及时性等优势，确保质量、产量、交货期，目前，激光焊接已成为了精密加工行业中一种极具竞争力的加工手段，广泛用于机械、电子、电池、航空、仪表等行业中有特殊要求的工件的点焊、叠焊和密封焊接。

随着3C数码行业的发展，3C数码产品朝着高集成化、高精密化方向高速发展，其产品内构件越来越小巧、精密、电子集成度高，内结构件对于的外观、形变、拉拔力提出了更高的焊接要求。而激光产品由于其高能量、高精度、高方向性的特性，越来越多的应用于3C产品内结构件焊接。例如目前大热门的IPHONE 4、MOTO手机、NOKIA手机、Apple笔记本在生产过程中使用了大量激光焊接技术，保障了产品的稳固性和小巧体积。随着技术的发展，光纤结合激光焊接机，在电子制造领域开辟了广阔天地。

光纤传输激光焊接机，目前已经大量应用于3C数码产品内结构件焊接。光纤传输激光焊接机是将高能激光束耦合进入光纤，远距离传输后，通过准直镜准直为平行光，再聚焦于工件上实施焊接的一种激光焊接设备。对焊接难以接近的部位，施行柔性传输非接触焊接，具有更大的灵活性。光纤传输激光焊接机激光束可实现时间和能量上的分光，能进行多光束同时加工，为更精密的焊接提供了条件。光纤传输焊接机具有光束质量好，光斑细，安装灵活等优点。

2012年的上海慕尼黑光博会上，我们也观察到不少国内激光企业推出了自己研发的光纤激光焊接机和光纤激光打标机。国内早已具备激光焊接机本土化的能力，但质量仍参差不齐。

近年来，盲目仿造进口激光设备之风不断盛行，国外只要有好的产品和项目，一旦占有相当的市场，国内同行就群起而争之，惟恐失去这第一桶金。

       激光焊接机就是一个很好的例子，激光修补精密模具加工是近年来发展起来的针对精密模具修补的一项新技术。由于激光聚光斑小（直径0.2-2.0mm），能量非常集中，故能有效处理一切微小部分的焊接及修补工作，弥补了传统氩气烧焊、冷焊技术在修补焊接精细表面的不足之处。

七年前，激光修补模具这技术在国内还是空白，大概一到两年前，国内同行视发展激光模具焊机为企业大展拳脚之法宝，纷纷在暗地里大做功夫和宣传，直到今天，才发现这块大肥肉其实很难吃得下来。但是为什么国产激光焊机又可以风光了一段辉煌时期呢？为什么到今天市场又面临挑战呢？通过深入研究，可以得出如下结论：

1．就国产设备开发的动机而言，激光模具焊机是因为国内模具厂家的不断壮大，生产效率的不断提高而配套的一个模具修复好设备，正是大家都抱着这一观点，认为欧美产品价格昂贵，国内大部分用户都接受不了，所以大力推出低廉的国产设备；

2．就市场经济调整规律而言，国内没有形成规范的对该行业的调整制度，缺乏对国产激光模具焊机进行品质控制的经验，甚至几个人组成的公司就可以允许其生产经营激光焊机，于是激光模具焊机生产商如同雨后春笋般冒出来，由2004年的1到2家一下子激增到目前的十数家。这些生产商主要集中在华南，华中等激光生产重要基地。正是因为供过于求，导致了生产商之间的价格竞争，设备的价格一直不断下滑，目前没有哪一家国产设备价格可以高于20万元销售，甚至10万不到；

       3．不合理销售手法使得国产激光模具焊机陷入泥潭难以自拔。为了拉拢顾客，厂商除了降低设备售价外，还频出奇招意图控制整个市场。最明显不过的就是分期付款或者推行所谓的连锁加盟手法，购买焊机的客户只需要交付极低的首期，就可以轻松把一台全新的激光模具焊机带回家中，于是有一段时间国产设备确实是出现了销售高潮。但是随着国人对国产设备的使用和熟悉程度的越来越深入，发现单纯追求价格便宜是远远不够的，焊接的品质是否达到模具修补的要求才是最重要，于是原先购买了国产激光焊机的用户不得不重新评估该产品购买的价值了；

4．加工品质落后进口设备5-10年，是国产激光模具焊机走向危机的主导原因。早在上世纪90年代初期，德国就开始将激光沉积焊接这一技术应用于精密模具焊补，经过十多年经验的摸索和发展，其激光技术已经发展到一个相当发达的水平，而中国却在2004年才正式出现国产设备，单是从时间上我们已经落后别人十数年；那为何完全仿照进口设备的设计却没有达到别人的功效呢？笔者认为科学技术是非常严肃、严谨的学问，绝对不可有任何的猜测和估算的念头。激光模具焊机不等于普通激光点焊机，虽然都是相同的激光晶体，但是其应用范畴略有区别，国产设备在工作原理上做到与进口设备相类似，但是不要忘记进口设备从原材料的采购到加工，装配，调试都是非常严格而且尊顺严格的国外工业标准。例如激光产生的核心零件 Nd∶YAG激光晶体，欧洲在材料的选用上和对晶体的加工工艺等明显要领先我们国家，国产设备就算在设备外形和尺寸上仿照得跟进口设备一模一样，质量上还是低人一等。

上述分析并非是故意贬低国产设备而抬高进口设备，更并非崇洋媚外，而是通过种种事实来反映目前中国激光模具焊机之现状。笔者相信中国的国产设备有朝一日必然会壮大和发展，甚至出口到欧美等先进发达之国家，要做到这点，必须要作出下述的努力：

1．国家应该进行大力的监督和质量控制，建立健全的管理制度，淘汰部分不及格的设备生产商；

2．两年内把激光模具焊机控制在4-5家以内，重点发展企业应该集中在华南和华中等激光比较发达的地区；

3．应该重点扶持国家大学研究所进行相关的研发工作，找出国产设备和进口设备差距，不断改善和提高产品质量，并且直接或者间接为企业输送相关人才；

4．初始阶段，可以考虑关键零部件全部自国外采购的方法，力争品质上一个台阶，尔后，再从产品材料加工工艺以及装配工艺等入手，探讨先进的加工方法，使到我们的产品与国外先进设备并驱齐进。