众所周知，激光具有“单色性好、高方向性、高相干性和高亮度”等特点。而激光焊接也是应用激光器发出的光，经过光学处理后使激光光束聚焦，产生巨大能量的光束，照射到需焊接材料的焊接部位，让其熔化成型永久性连接的工艺过程。      

十几年前，国内用于激光焊接的主要激光器是固体灯抽运激光器，其能耗、体积都较大，为了解决其光路方向不易改变等缺点，引进了光纤传输的激光焊接设备。而后受到国外的手持光纤传输设备的启发，生产出了自己的手持激光焊接机。

这算是国内“第一代的手持激光焊接机”，由于采用光纤柔性传输，让焊接设备在操作便捷性方面有了很大程度地提高。

那么当时“第一代的手持激光焊接机”和氩弧焊哪个好呢？大家总喜欢这么问。其实严格来说这是两种类型的设备，工作原理不同，不能单纯地进行比较，只能说它们各有各的适用场合。下面我们就来看看各自适用的场合。

手工氩弧焊优点：

1. 价格便宜，体积小；

2. 比较适合1 mm以上的材料焊接；

3. 焊接强度高，适用绝大多数材料；

4. 焊斑较大，外观漂亮。

氩弧焊缺点：

1. 热影响区较大，容易产生变形；

2. 对于1mm以下的板材容易产生

缺陷；

3. 弧光和废烟对人体有一定危害。

所以，手工氩弧焊比较适合中厚度板材焊接，有一定强度要求的结构件的焊接。薄板焊接如果边角处想获得直角的焊缝，后期打磨抛光的工作量会比较大，而且容易产生焊接缺陷。

第一代手持激光焊接机优点：

1. 光斑精细，可在0.6-2mm之间可调。

2. 发热量小不易产生变形。

3. 后期抛光打磨量少。

4. 不会产生大量废烟。

第一代手持激光焊接机的缺点：
1.价格成本比较高，当时一台设备也要10万左右。
2.体积大，能耗也比较高。体积大概有两个立方，能耗如果按200 W的使用功率来计算，大概每小时用电6度。
3. 熔深浅，焊接强度不是很高。还是用200 W焊接功率，光斑0.6 mm时，熔深大概在0.3 mm。

所以，第一代手持激光焊接机正好填补了氩弧焊的缺点，比较适合薄板材料并且焊接强度要求不高的产品。焊接外观美观，易于打磨。广泛用在广告焊字、磨具修补等行业。但是高额的价格、高能耗和巨大的体积还是阻碍了其被广泛推广和应用。

那么是不是这款设备从此就再无寸进了呢？很显然不会。

2017年，随着国产激光器企业的纷纷崛起，国产高性能的光纤激光器得到了推广。其中以锐科激光为代表的国产激光器厂家，纷纷推出了500 W、1000 W和3300 W等中高功率激光器。光纤激光器以光束质量好、体积小、能耗小、设备稳定兼容性好等特点迅速的占领了市场，使激光加工也拥有了更大的市场份额，并迅速的替代了以前的灯抽运固体激光器。这时有人发现了商机，其中以创恒激光等代表的激光设备制造企业率先推出了以500 W光纤激光器为光源的手持式光纤激光焊接机，这可以说是“第二代手持激光焊机”。

第二代和第一代相比，有了哪些进步呢？

第二代手持激光焊机由于使用了光纤激光器作为光源，具有了以下优点：

(同样以500 W为例）

 从上表可以看出，“第二代手持激光焊机”各项性能是大大优于一代产品的。不仅仅延续了第一代的优点，还克服了很多缺点。提高了效率，降低了成本，还提升了加工性能，可以焊接一些有强度要求的产品，比较适合1.5 mm以下的材料焊接，而设备价格还差不多，所以又拥有了一大批客户。

那么“第二代手持激光焊机”是不是就完美了呢？也不是。过于精细的光斑使得其对焊接产品的配合精度要求很高。毕竟是用于手工焊接，很多加工厂商的零件没有高匹配的配合间隙。例如，焊接1 mm的材料时，如果焊接部位的焊缝大于0.2 mm，就会出现焊接缺陷。

为了克服“第二代手持激光焊机”对待加工焊缝要求过高的缺点，历时一年，“第三代手持激光焊机”于2018年底问世。

“第三代手持激光焊接机”也可以叫“摆动式手持激光焊接机”，在第二代前面加了摆动二字，就是说其主要特点就是焊接光斑是高频率摆动的，让原来0.2 mm的焊接光斑可调至6 mm，这样就可以对焊缝较大的产品进行焊接。而且创恒激光还推出了更大功率的设备，现在有1000 W和1500 W的手持摆动焊接机，体积比第二代体积还略小一点，而价格还有所下降。

2019年一投放市场就迅速蹿红。功率加大后最大熔深可以达到3 mm，光斑直径可以达到6 mm，这样就可以基本满足4 mm以下的材料焊接，不仅保持了原来焊接效率高、焊缝外观美观无变形、无需大量打磨和能耗低等特点，还可以实现异种材料的焊接，如不锈钢、碳钢板、镀锌板、铝板和钛的相互焊接（铜也可以焊但实用性不强）。因为增加了摆动功能，可以让两种不同材料的金属溶液通过搅拌充分融合，获得高强度的焊接效果。不仅用在广告、模具修补、不锈钢卫浴、地漏行业还可以用在钣金机柜、电箱电柜、不锈钢门窗和衣柜家具等行业。不需要复杂的夹具，只需要简单定位就可以焊出高质量的产品。

图创恒整机图

目前“第三代手持激光焊机”摆动焊接头主要有两种方式：一种是振镜式，一种是旋转式。

振镜式

旋转式

如果把摆动频率降低，手动焊接一直线，两种焊接方式会呈现出下面两种不同的轨迹，如下图：

振镜式

 旋转式

打个比喻，如果把手工焊接比喻成手工缝衣服，振镜式和旋转式就像是两种针法，都能把衣服缝好，哪一种好用就只能是仁者见仁，智者见智了。

下面是创恒激光“第三代手持激光焊机”产品现场应用的案例：

看到这里是不是觉得网红也是不容易的，也是付出了自己的努力的。2020年创恒激光将继续努力测试第四代的产品（送丝手持焊）。

然而对这个产品，作者总还是有自己的担心。手持激光焊属于四类激光产品，虽然设备有接地保护功能，但是毕竟是手持焊接，在焊接时焊接头和工件表面会有一定夹角，那样就会有一部分激光被材料反射出去，特别是焊铝和铜这样的高反材料更为明显。所以操作人员还是要有单独的操作空间，并佩戴激光护目镜。

国外操作人员带的防护面罩

最后，分析一下手持激光焊的发展方向，如果想实现更广的加工范围，还必须缩小设备体积，目前焊接头的体积仍然偏大，有些狭小空间不好操作，爬高操作也不方便。

目前1000 W手持摆动焊的市场价格在8万左右，一般客户还是难以接受。而安全性方面，也是目前国内最应该注意的。如果需要的焊接功率超过了1500 W，建议还是选用带防护罩的自动激光焊接设备。    

文 / 惠治 焊接应用工艺主管

      武汉创恒世纪激光科技有限公司