激光行業(yè)正陷入一場(chǎng)靜默的技術(shù)圍城。當(dāng)光纖激光器的功率競(jìng)賽“通脹”怪圈，當(dāng)光束質(zhì)量參數(shù)逐漸趨同，制造商們發(fā)現(xiàn)他們陷入了尷尬的境地，用近乎相同的技術(shù)方案，在紅海市場(chǎng)中爭(zhēng)奪日漸稀薄的利潤(rùn)空間，企業(yè)陷入“增量不增收”的困境，而高端領(lǐng)域的核心技術(shù)壁壘卻仍被國(guó)際巨頭把持。這種內(nèi)卷在激光焊接領(lǐng)域尤為突出。面對(duì)新能源汽車(chē)、航空航天、船舶制造等行業(yè)對(duì)異質(zhì)材料焊接、超厚板加工的新需求，傳統(tǒng)激光設(shè)備仍在用固定光斑與離線(xiàn)調(diào)試的“原始”方式應(yīng)對(duì)動(dòng)態(tài)變化的加工場(chǎng)景，難以突破良率天花板。
近年來(lái)，AI技術(shù)的爆發(fā)式演進(jìn)，為這場(chǎng)困局撕開(kāi)了突破口，大模型推理能力的躍遷、邊緣計(jì)算硬件的成熟，與激光技術(shù)的高度可控性產(chǎn)生了奇妙的化學(xué)反應(yīng)。在這場(chǎng)技術(shù)與時(shí)代的雙向奔赴中，筆者了解到，認(rèn)知光子（北京）激光科技有限公司以“自學(xué)習(xí)＋自適應(yīng)＋自進(jìn)化”的智能閉環(huán)公式，率先完成了關(guān)鍵拼圖的嵌合，將在2025年上海慕尼黑光博會(huì)上，正式對(duì)外推出智能激光焊接全要素解決方案。
激光焊接的下一程，不再是功率與速度的線(xiàn)性疊加，而是AI賦能的“認(rèn)知升維”。當(dāng)光束控制從機(jī)械傳動(dòng)邁入數(shù)字孿生，當(dāng)工藝優(yōu)化從人工試錯(cuò)轉(zhuǎn)向自主進(jìn)化，一場(chǎng)深度的技術(shù)融合革命正在改寫(xiě)產(chǎn)業(yè)規(guī)則，這場(chǎng)始于上海光博會(huì)的技術(shù)敘事，或?qū)⒔K結(jié)中國(guó)激光產(chǎn)業(yè)的“內(nèi)卷宿命”。
三大要素構(gòu)筑“激光焊接超級(jí)大腦”
在高能激光器領(lǐng)域長(zhǎng)達(dá)二十年的技術(shù)積淀，讓認(rèn)知光子創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)敏銳地捕捉到了激光焊接行業(yè)演進(jìn)的關(guān)鍵隘口。當(dāng)傳統(tǒng)方案困于功率、精度、效率的取舍博弈時(shí)，這家初創(chuàng)型激光企業(yè)，選擇以全矢量光場(chǎng)調(diào)控光纖激光技術(shù)與認(rèn)知智能控制技術(shù)兩大核心優(yōu)勢(shì)為支點(diǎn)，撬動(dòng)激光焊接能力的系統(tǒng)性升級(jí)，拓展金屬材料的激光可焊性和工藝窗口，并將激光焊接工藝參數(shù)優(yōu)化時(shí)間縮短至數(shù)分鐘。其最新發(fā)布的智能焊接全要素解決方案，正通過(guò)三個(gè)技術(shù)維度的協(xié)同作用，重塑激光焊接的價(jià)值坐標(biāo)系。
軟件定義光纖激光器是自帶小腦的焊接激光。認(rèn)知光子針對(duì)激光焊接領(lǐng)域的痛點(diǎn)與難點(diǎn)，基于全光纖全矢量光場(chǎng)調(diào)控顛覆性技術(shù)，推出了軟件定義激光器SDL－10000－CW。該激光器憑借高能激光相控陣技術(shù)原理，內(nèi)置偏振、振幅、延時(shí)、相位等參數(shù)的全光纖精確調(diào)控器件，解耦了功率、質(zhì)量與動(dòng)態(tài)光束整形頻率的強(qiáng)關(guān)聯(lián)。就常規(guī)工業(yè)激光器而言，通常只具備高功率特性，而現(xiàn)有的特種激光器也僅具備高功率與高光束質(zhì)量。但SDL－10000－CW兼具“高功率、高光束質(zhì)量、高動(dòng)態(tài)光束整形速率”的“三高”屬性，單纖輸出功率可達(dá)10－20kW，光束質(zhì)量達(dá)1．2倍衍射極限，動(dòng)態(tài)光束整形頻率突破10MHz，三者形成協(xié)同優(yōu)勢(shì)。其中，高光束整形頻率在厚板激光焊接及定向能領(lǐng)域具有核心優(yōu)勢(shì)與不可替代性，比現(xiàn)有方案高出4個(gè)數(shù)量級(jí)，直接破解了10mm以上鋼材、鋁合金和壓鑄鋁件的焊接難題，為缺乏新增長(zhǎng)點(diǎn)的焊接市場(chǎng)帶來(lái)一針久違的“興奮劑”。
軟件定義高能光纖激光器產(chǎn)品
除此之外，SDL－10000－CW軟件定義激光器具有柔性設(shè)計(jì)的潛能，該產(chǎn)品輸出的光斑形貌及時(shí)序可根據(jù)用戶(hù)需求在軟件上定義，實(shí)現(xiàn)任意激光形貌和時(shí)序的輸出，實(shí)現(xiàn)了焊接激光的光斑形貌可定義、可排序、可切換，焦點(diǎn)可掃描，是激光材料智能加工、新一代激光定向能領(lǐng)域的優(yōu)質(zhì)光源。
激光光束成形軟件定義界面
五合一激光焊中監(jiān)測(cè)傳感器是激光焊接的透視眼。在傳統(tǒng)焊接制造體系中，缺陷檢測(cè)始終是制約生產(chǎn)效能的瓶頸環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)檢測(cè)手段面臨三重困境：人工目檢依賴(lài)經(jīng)驗(yàn)判斷且無(wú)法捕捉內(nèi)部缺陷、視覺(jué)檢測(cè)受制于等離子體光輻射干擾，識(shí)別率不足、破壞性抽檢易造成材料損耗。面對(duì)虛焊、氣孔等隱性缺陷，常規(guī)手段的檢出率過(guò)低，且檢測(cè)延遲導(dǎo)致批量返工成本激增。這種粗放式質(zhì)控模式難以滿(mǎn)足高端應(yīng)用領(lǐng)域的嚴(yán)苛需求。有鑒于此，認(rèn)知光子的五合一激光焊中監(jiān)測(cè)傳感器專(zhuān)為檢測(cè)激光焊接過(guò)程中的潛在缺陷而設(shè)計(jì)，開(kāi)創(chuàng)了焊接過(guò)程的全息感知模式。
“五合一”激光焊中監(jiān)控傳感器
該傳感器集成了LWM、OCT與聲波特征分析技術(shù)，通過(guò)被動(dòng)監(jiān)測(cè)激光加工過(guò)程中的光譜輻射信號(hào)特征，并結(jié)合主動(dòng)發(fā)射激光測(cè)量熔池?cái)_動(dòng)、焦距偏移等信息，實(shí)現(xiàn)高效的焊接質(zhì)量監(jiān)控。同時(shí)，五合一激光焊中監(jiān)測(cè)傳感器具備100MHz高采樣頻率和16位采樣精度，實(shí)現(xiàn)微米級(jí)缺陷的動(dòng)態(tài)捕獲，適配紅光、綠光、藍(lán)光激光器，可實(shí)時(shí)監(jiān)控并檢測(cè)虛焊、飛濺、氣孔、夾雜、焊穿、咬邊等多種焊接缺陷。這套感知系統(tǒng)的價(jià)值不僅在于檢測(cè)精度的提升，更改寫(xiě)了質(zhì)量控制的時(shí)間坐標(biāo)系。在單個(gè)焊接脈沖尚未結(jié)束時(shí)，系統(tǒng)就能預(yù)判飛濺風(fēng)險(xiǎn)并觸發(fā)參數(shù)調(diào)整。這種從“事后判廢”到“實(shí)時(shí)糾偏”的改進(jìn)，使激光焊接良率大幅提升，同時(shí)也降低了質(zhì)量管控成本。
激光焊接實(shí)時(shí)推理控制平臺(tái)是激光焊接的大腦。該平臺(tái)的創(chuàng)新性在于打通了感知與執(zhí)行的神經(jīng)鏈路，依托825TOPS算力、178Gbps傳輸帶寬與亞毫秒級(jí)延遲，構(gòu)建了焊接工藝的智能決策引擎，以實(shí)現(xiàn)激光焊接閉環(huán)控制。
激光焊接實(shí)時(shí)推理控制平臺(tái)外觀(guān)圖
通過(guò)集成圖像采集、光譜分析與實(shí)時(shí)推理算法，該平臺(tái)強(qiáng)化了學(xué)習(xí)模型對(duì)海量焊接工藝數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)解析，憑借強(qiáng)大的算力和低延時(shí)數(shù)據(jù)處理能力，使其能夠滿(mǎn)足激光焊接、增材制造過(guò)程中的高吞吐量、低時(shí)延控制需求，推動(dòng)激光焊接技術(shù)邁向智能化。
總體而言，認(rèn)知光子智能激光焊接全要素解決方案三大核心組件的協(xié)同效能，在材料科學(xué)層面解決了焊接工藝的固有矛盾，本質(zhì)上是將激光焊接從“能量工具”進(jìn)化為“智能體”，全面支持激光焊接系統(tǒng)的自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)和自進(jìn)化。當(dāng)行業(yè)仍在爭(zhēng)論功率與精度的平衡點(diǎn)時(shí)，認(rèn)知光子的這種技術(shù)架構(gòu)，已為激光焊接劃定了新的性能基準(zhǔn)線(xiàn)。
多場(chǎng)景應(yīng)用，煉造高質(zhì)量“工業(yè)裁縫”
激光焊接技術(shù)作為智能制造轉(zhuǎn)型的核心環(huán)節(jié)，正在重塑現(xiàn)代制造業(yè)的底層邏輯。認(rèn)知光子智能焊接全要素解決方案以三要素閉環(huán)，適應(yīng)多場(chǎng)景和多材料，強(qiáng)化學(xué)習(xí)模型支持激光焊接工藝在線(xiàn)優(yōu)化和系統(tǒng)自我進(jìn)化，為工業(yè)級(jí)焊接場(chǎng)景提供標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)底座，推動(dòng)新質(zhì)生產(chǎn)力向智能化、柔性化方向持續(xù)演進(jìn)。
在重型裝備制造領(lǐng)域，面對(duì)船舶制造、能源管道、風(fēng)電塔筒等中厚鋼結(jié)構(gòu)的焊接需求，認(rèn)知光子的解決方案展現(xiàn)了厚板加工的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。例如針對(duì)10－20mm高強(qiáng)結(jié)構(gòu)鋼的深熔焊，智能焊接全要素解決方案在保證熔深均勻性的同時(shí)，將焊接熱變形控制在極小的誤差內(nèi)。無(wú)論艦船甲板鋼的單面單道焊接，還是海上風(fēng)電塔筒的環(huán)形焊縫，亦或是能源輸送管道的縱向接縫，均能實(shí)現(xiàn)完美的焊接效果顯著提升焊接接頭的抗疲勞性能與服役壽命，降低維護(hù)成本，為大型基礎(chǔ)設(shè)施的安全可靠運(yùn)行提供工藝保障。
新能源汽車(chē)制造領(lǐng)域的技術(shù)迭代需求尤為迫切，國(guó)產(chǎn)激光焊接應(yīng)用滲透率大幅提升。認(rèn)知光子的解決方案通過(guò)多維度工藝參數(shù)優(yōu)化，在車(chē)身輕量化、動(dòng)力總成焊接、動(dòng)力電池高反材料焊接、異種金屬疊層連接等場(chǎng)景中，顯著提升焊接強(qiáng)度與裝配精度，確保焊接的質(zhì)量和效率。相較于傳統(tǒng)工藝其在降低熱變形、減少后續(xù)加工環(huán)節(jié)等方面展現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，為整車(chē)制造的成本控制與質(zhì)量管控提供新路徑。
在航空航天與高端裝備領(lǐng)域，無(wú)論是復(fù)雜曲面構(gòu)件焊接，還是特殊環(huán)境下的材料加工，認(rèn)知光子的解決方案自適應(yīng)調(diào)控能力均可實(shí)現(xiàn)工藝參數(shù)與工況條件的精準(zhǔn)匹配，為關(guān)鍵部件的可靠性提升提供技術(shù)支撐，助力航空航天裝備向更高性能維度突破。
此外，認(rèn)知光子的智能焊接全要素解決方案還在定向能裝備、增材制造及科研等領(lǐng)域場(chǎng)景中廣泛應(yīng)用。面向工業(yè)4．0的深度滲透，認(rèn)知光子正持續(xù)完善技術(shù)矩陣。通過(guò)整合多個(gè)工藝模塊，以形成覆蓋全場(chǎng)景的標(biāo)準(zhǔn)化解決方案體系。這種技術(shù)包容性不僅降低了企業(yè)的智能化改造門(mén)檻，更在深層次上推動(dòng)制造環(huán)節(jié)從“經(jīng)驗(yàn)依賴(lài)”向“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)”遷移。
從產(chǎn)品到生態(tài)，深度賦能用戶(hù)
認(rèn)知光子智能焊接全要素解決方案的產(chǎn)業(yè)化落地，依托于完整的硬件產(chǎn)品矩陣與數(shù)字化底層技術(shù)生態(tài)。在智能焊接全要素解決方案之外，認(rèn)知光子進(jìn)一步推出面向細(xì)分場(chǎng)景的設(shè)備，如中厚鋼激光自熔焊系統(tǒng)和大幅面鋁合金振鏡焊接系統(tǒng)，推動(dòng)激光焊接技術(shù)向工程化、規(guī)?；v深發(fā)展。
據(jù)了解，中厚鋼激光自熔焊系統(tǒng)以萬(wàn)瓦全矢量光場(chǎng)調(diào)控光纖激光器為核心，集成了“五合一”激光焊中監(jiān)控傳感器、激光焊接實(shí)時(shí)推理控制平臺(tái)。通過(guò)模塊化、可配置的激光焊接軟件控制，系統(tǒng)能夠應(yīng)對(duì)復(fù)雜工況，解決了中厚板激光焊接對(duì)準(zhǔn)公差和焊接缺陷的難題，提升了焊接品質(zhì)，有效改善了氣孔、裂紋、咬邊等常見(jiàn)焊接缺陷，提高了焊接強(qiáng)度和疲勞壽命。
中厚鋼激光自熔焊系統(tǒng)
大幅面鋁合金振鏡焊接系統(tǒng)是一款智能激光焊接設(shè)備，專(zhuān)為解決超大幅面激光平面焊接中的低效率、難控制、高成本等問(wèn)題而設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)支持最大1．2m×1．2m的加工幅面，適用于鋁合金、壓鑄鋁、不銹鋼、銅合金等材料的精密焊接。產(chǎn)品集成了光斑跟隨同軸吹氣與除塵、焊縫自動(dòng)生成、焊后表面缺陷檢測(cè)等多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，具備焊接質(zhì)量的全程閉環(huán)控制能力。系統(tǒng)通過(guò)自主研發(fā)的焊接質(zhì)量閉環(huán)控制器，結(jié)合AI大模型實(shí)現(xiàn)焊接過(guò)程中的實(shí)時(shí)質(zhì)量控制，確保焊接結(jié)果的高精度與穩(wěn)定性。
在底層技術(shù)生態(tài)層面，認(rèn)知光子同步構(gòu)建了數(shù)字化激光器組件庫(kù)。其可用于激光陣列相干合成、光譜合成及高能激光相控陣光源的研發(fā)。主要產(chǎn)品包括窄線(xiàn)寬種子源、窄線(xiàn)寬光纖放大器陣列、激光陣列鎖相電路和激光陣列聚焦采樣光路。用戶(hù)使用這些產(chǎn)品能夠加速高功率激光陣列相干合成、光譜合成以及高能激光相控陣系統(tǒng)的原型驗(yàn)證，有助于推動(dòng)我國(guó)工業(yè)激光器向數(shù)字化、智能化光源轉(zhuǎn)型。
小 結(jié)
當(dāng)激光行業(yè)從功率競(jìng)賽的泥潭中抽離，轉(zhuǎn)向智能化的價(jià)值深挖，認(rèn)知光子正悄然勾勒出產(chǎn)業(yè)突圍的新路徑。面對(duì)高端制造對(duì)工藝彈性與確定性的雙重訴求，傳統(tǒng)設(shè)備單一維度的性能堆砌已顯疲態(tài)，而認(rèn)知光子構(gòu)建的“軟件定義＋實(shí)時(shí)感知＋自主進(jìn)化”智能焊接全要素解決方案，則為行業(yè)提供了破局的關(guān)鍵密鑰，它不再執(zhí)著于參數(shù)表的數(shù)字游戲，而是將激光的控制權(quán)真正交還于制造需求本身。
當(dāng)光束的形態(tài)可隨材料特性自主演變，當(dāng)工藝參數(shù)能在秒級(jí)內(nèi)完成全局優(yōu)化，激光焊接技術(shù)便從固定工具進(jìn)化為自適應(yīng)生產(chǎn)力。正如多年前光纖激光器改寫(xiě)能量傳輸規(guī)則，今日的智能閉環(huán)體系正在重塑激光與工業(yè)的交互方式。站在智能制造轉(zhuǎn)型的臨界點(diǎn)，激光焊接的下一程已清晰可辨，不是對(duì)既有路徑的修補(bǔ)，而是通過(guò)底層技術(shù)融合，構(gòu)建可生長(zhǎng)、可擴(kuò)展的能力基座，從而推動(dòng)中國(guó)激光產(chǎn)業(yè)走出內(nèi)卷迷局，在高端制造領(lǐng)域書(shū)寫(xiě)新的技術(shù)主權(quán)。這既是認(rèn)知光子想傳遞的產(chǎn)業(yè)信號(hào)，亦是新質(zhì)生產(chǎn)力培育的必經(jīng)之路。
