激光焊接机适用面广，不污染材质，且节省成本，不锈钢、铝、铜、金、银、钛、镍、锡、锌、铬、铌等多种金属及其合金，及钢、可伐合金等合金的同种材料或铜—镍、镍—钛、铜—钛、钛—钼、黄铜—铜、低碳钢—铜等多种异种金属都可进行焊接。激光焊字机用于精品字焊接，适合各类广告字的制作工艺，从台面，机械结构乃至光路的调整而诞生，具有焊字效率快，铁皮字坚固，镜面钢材不凸影等特点。可用于钢材的焊接、切割、除锈。可以实现点焊、对焊、叠焊、封焊、清洗、切割等功能。焊接后焊缝无气孔、焊缝饱满，宽度均匀美观。切割缝光滑平整、热影响区小、变形小、焊后或切缝无需或简单处理。

手持式光纤激光焊接机是采纳连续型光纤激光器做光源。它在设备外形、结构和适合于操作的人机界面方面都基于人性化和工作的实效性有了很多新的创意，手持焊接头可依据实际生产定制，特别适用于非标生产，手持焊接采纳水冷设计，长时间焊接不发烫，直径小，手持便利，不会由于太细简单脱落，也不会由于太粗而难以握住，同时充分考虑设备在批量生产的各种参数，从细节上做到关键参数可调和数据显示闭环。

手持激光焊工艺是一种高效快捷的焊接工艺，其主要应用于微细零件或未连接组件的精确加工。这种工艺不仅具有无接触、高频率和低损耗等优点，而且特别适用于薄板和复杂构形的结构件。而对于手持激光焊接工艺的焊接参数调节是影响焊接质量的重要因素。用手持式焊接枪替代以前固定光路。手持式光纤激光焊接机主要针对进行远距离、大工件的激光焊接，焊接时热影响区域小，不会导致工作变形、发黑、背面有痕迹问题，而且焊接深度大，焊接牢固，溶化充分。

一、技术优势

手持激光焊接技术是一种采用高能激光束作为热源的先进焊接方法，通过聚焦镜将激光束聚焦在很小的区域内，使被焊材料在极短时间内达到熔化状态实现焊接。

手持激光焊是一种便携式的激光加工方式，其核心优势包括：

‌高精度与高效率‌：激光能量高度集中，焊接速度是传统氩弧焊的5-10倍，热影响区小（通常

材料使用效率高：手持激光焊接过程中，激光光束能够被集成到经典焊接过程中所不可达到的难以处理的区域。激光焊接利用高能量密度光束准确地融化焊点，从而可以在节省较大发生缺陷的部位时，使得材料使用效率更高。

焊缝质量高：手持激光焊接工艺焊接接头的质量比较高，其气氛是最容易控制的。因为焊接时产生的热输入较低，从而可以减少焊接区域较大的应力问题，并保证零件焊接质量。

适应性强：手持激光焊接对各种材料都有很好的适应性，而且在焊接时不会改变材料的化学性质和物理特性。对不锈钢、铝合金、碳钢等多种材料均能实现高质量焊接，最新技术已拓展至钛合金等难焊材料。

‌灵活性‌：科学紧凑的设计和内置水冷科技，小的占地面积和大的移动快捷性。手持设计摆脱了传统固定光路设备的空间限制，可适应户外施工、大型工件内部焊接等复杂场景。

使用寿命：激光器使用寿命长，电光转换效率高，整机维护成本低，且操作简单易上手。

‌节能环保‌：能耗比传统电弧焊节省80%-90%，无飞溅、无烟尘，符合现代环保要求。

手持激光焊一般有1000W，1500W，2000W三种选择，以适应不同材料的焊深和效率要求，可实现3mm不锈钢的穿透焊接或1mm不锈钢的高速焊接，标配水冷可吹气焊接头；选配摇摆焊接头可实现大焊斑4mm，特别适应于焊缝偏宽或者焊缝不规整的情况；焊面平整光亮，可反复焊接，焊后细小打磨即可，焊不锈钢吹氩气亦可免打磨。

典型设备如1500W手持激光焊接机，采用模块化设计，整机重量可控制在300g左右，配备四合一的铠缆设计（光路、气路、丝路、电线路），实现灵活操作。

二.激光焊原理

激光焊接原理主要涉及以下几个方面：

吸收特性：激光能量在材料上的吸收特性对焊接效果起到决定性作用。一般来说，材料的吸收率越高，焊接效果越好。金属材料在激光束作用下，大部分能量被吸收，少量能量被反射和透射。而激光束作用在非金属材料上，能量几乎全部被吸收。

温度控制：激光焊接时需要对焊点进行高温局部加热，但要避免过高温度导致材料熔穿或者变形等问题。对于金属材料的焊接，需要准确控制激光束的能量和焦点位置，以确保焊点在合适的温度范围内。同时，温度控制还涉及到焊接速度、功率密度等参数的控制。

热传导：激光焊接中，激光束通过照射在焊接接头上产生的热量会由热传导方式向周围传播。热传导的速度取决于材料的导热性能和焊接条件，同时还会受到其他因素的影响，如边界条件和焊接接头的形状等。合理控制焊接速度和能量密度等参数可以在一定程度上改变焊接接头的冷却速度和热输入量。

流体动力学效应：激光焊接中产生的熔池、焊缝和气泡等都会对焊接效果产生影响。熔池的形成和流动受到激光能量、焦斑直径和位置、熔点和表面张力等因素的影响。气泡可能由焊接材料内部的气体产生，也可能由反应物、挥发物等引起。理解和控制这些流体动力学效应对激光焊接质量的提高非常重要。

三.技术要求

1.一体式手持激光焊接机应符合国家有关标准规定，整体结构应紧凑、美观、结实、稳定，易于操作和维护。

2.激光器的功率应符合使用要求，光束质量应达到一定的要求，能够焊接各种材料。

3.设备应配备智能化控制系统，可实现焊接参数的设置和调整，并具备参数存储、恢复、传输功能。

4.设备应配备激光头和光纤，且采用全数字式控制，具有自动焊接功能，焊接效果良好。

5.设备应具备故障自诊断和报警功能，方便及时维修。

6.设备应安全可靠，具备过流、过压、过温等保护功能；安全措施应到位，具备电气绝缘、接地保护等措施。

四、应用领域与典型案例

汽车制造领域

国外某著名电动车：采用200多台机器人激光焊接系统，车顶与侧围焊接时间从3小时压缩至20分钟，焊缝强度达母材95%以上。

国外某豪华汽车电池包‌：激光焊接实现微米级焊缝，配合视觉检测使良品率从92%提升至99.7%，年节省返工成本超2000万元。

国内某著名电动车车门焊接线‌：升级为激光焊接后单线产能从120台/小时提升至200台，车身平整度提高70%，喷涂耗材减少15%。

其他工业领域

行业

应用案例

技术优势

数据指标

厨卫制造

不锈钢水槽焊接

焊接时间从30分钟缩短至5分钟

返工率从20%降至3%以内

风电设备

基座钢结构厚板焊接

激光-电弧复合焊接

效率提升4-5倍，成本下降30%

船舶制造

铝合金舾装件焊接

突破填丝角焊技术壁垒

首家实现该技术的船舶企业

五、手持激光焊接参数

1.激光功率

激光功率是手持激光焊接工艺的一个重要参数。当激光功率增加时，焊接速度会更快，但是焊缝的深度和宽度也会更大。因此，需要根据实际的焊接要求选择适当的激光功率。

2.焊接速度

焊接速度也是手持激光焊接的重要参数之一。当焊接速度较快时，焊缝是窄而深的。反之，当焊接速度较慢时，焊缝会更宽而浅。因此，在选择焊接速度时应根据实际要求进行选择。

3.焦距

焊缝的最终质量和形状与焦距有极大的关系。当将焦距增加时，焊缝的深度会增加，而焊缝的宽度会减小，相反，当缩短焦距时，焊缝会变得更宽而更浅。因此，需要根据实际情况进行选择。

4.频率

手持激光焊接的焊接频率越高，焊接的速度就越快，但是同时也会对材料产生更大的热输入，从而对焊缝的质量产生较大的影响，因此需要根据实际情况进行选择。

5.气体和气流速度

在手持激光焊接过程中，需要使用保护气体来保护焊缝。当气体流量较大时，保护效果较好。而气流速度也是焊接质量的重要参数。当气流速度适当时，可以将保护气体导入焊接区域，从而保证焊接质量。而当气流速度过大时，可能会引入有害物质，从而影响焊接质量。因此，需要根据实际情况进行选择。

六、设计、制造和检验标准

1、设备制造符合国家标准及企业标准。国家企业标准Q/GTD001-2001《大功率全固化固体激光器》2、GB/T15490-1995《固体激光器总规范》3、GB/T10320-1995《激光设备和设施的电气安全》4、GB7247-1995《激光产品的辐射安全、设备分类、要求和用户指南》

七. 手持激光焊常见技术问题及解决方法1. 焊缝发黑、烟雾大、不熔丝

检查气压是否充足，确认焊丝与原材料是否匹配，并清理焊接原材料上的涂层、油污和氧化层。同时，检查设备镜片是否完好，刻度管是否归零。在焊接前，务必清理干净焊接材料表面的油污、包装和涂层，以确保焊接效果和安全。

2.焊接厚板或使用大功率焊接时，焊道不平整

加大保护气体流量，为镜片提供充分保护。检查送丝机是否卡丝，并适当加大送丝速度，重新调整和确认焦距。若焊缝出现咬边现象，应减小扫描宽度，单送丝最大调整4mm，双送丝最大6mm。

3.各类信号灯报警问题

原因分析：温度类报警可能由于热敏未插好、热敏损坏或镜片受损引起，而水冷机、气压或激光器报警则通常与设置的电平不正确有关。

解决方法：对于温度类报警，通常指镜片温度超标。此时，应首先检查镜片是否完好，如有问题则更换。若镜片正常，可在操控面板的“设置”栏中暂时屏蔽该报警，并将相应的镜片温度报警阈值设置为“0”后保存。

对于电平类报警，常见于冷水机、气压或激光器。这类报警往往是由于报警电平设置不当所致。在这种情况下，只需调整相应的报警电平设置即可。若调整后仍报警，可尝试将报警信号拔掉并设置为低电平。

4.焊接时激光输出减弱，无法正常熔丝

应对措施：

（1）仔细检查焊接枪前端的保护镜片，这包括但不限于聚焦镜、准直镜和反射镜片，确认是否有任何损坏。任何镜片的破损都可能导致激光输出减弱。

（2）定期清理镜片上的灰尘或焊接残渣，确保光路的通畅。

（3）检查枪头的刻度管是否移动，通常刻度管应处于零位。根据实际焊接需求，可以前后移动刻度管进行微调。

5.红光不居中、偏离中心点

解决方法：

首先尝试将标记红光调整为点光，并仔细检查红光是否确实位于焊接嘴的中心位置。若发现偏离，可采取以下调整措施：

软件设置：进入激光中心点偏移选项，根据红光偏离的方向进行微调。若红光偏左，则输入正值；若偏右，则输入负值。调整完成后，重新检查红光位置。

机械调整（需专业指导）：若软件调整无法使红光居中，可能需要专业的机械调整。此时，建议联系专业售后人员协助处理。

6.保护镜片在短时间内损耗严重，出现烧点、黑点等瑕疵

原因分析：

这可能是由于工艺、操作手法或设置不当导致的反渣现象，进而损害了镜片。

解决方法：

适当增加气压，以改善焊接条件。避免焊接头垂直焊接，建议以45°角进行焊接，以减少反渣的可能。在设置参数时，遵循“缓升缓降”的渐进式原则，例如，开/关气延时设置为200-500ms，开/关光功率调整为20%，开/关光渐进时间为200-300ms。

7.焊接铜嘴发热问题

排查要点：

确认红光是否准确居中，偏光可能导致光束直接打在通嘴上，造成损坏。

设定恰当的扫描宽度，通常建议控制在5mm以内，一般设置为3mm。调整焦点至0焦状态，即刻度管调至0刻度。保持焊接头与材质之间的角度为45°，进行焊接操作。

八、技术进展与挑战最新突破：

激光摇摆焊接技术‌：通过振镜控制激光束摆动幅度（0-5mm可调），显著提升厚板焊接容错率，已实现40mm碳钢单道全熔透。

材料适应性扩展‌：黄埔文冲成功开发铝合金手持激光填丝角焊工艺，解决船舶制造中异种材料连接难题。

环境适应性优化‌：思创激光推出的STR-HW系列采用双回路冷媒直冷系统，工作温度范围扩展至-20℃~60℃，支持7×24小时不间断作业。

现存挑战：

厚板焊接限制‌：目前3000W以下设备主要适用于10mm以内薄板，厚板需依赖万瓦级高功率设备或复合焊接技术。

成本门槛‌：初期设备投入较高（1-3万元/千瓦），虽长期综合成本更低，但中小型企业采纳意愿受限。

工艺复杂度‌：异种材料焊接、多层搭接等场景仍需精确控制参数，如送丝速度偏差超过±0.05mm会导致焊缝成型不良。

九、与传统焊接技术对比分析

对比维度

手持激光焊接

传统氩弧焊

‌设备成本‌

初期投入高（约6万元/台）

设备成本低（约3000元/套）

‌人工成本‌

操作简单，普工月薪约4K

需熟练焊工，月薪8K起

‌焊接效率‌

速度是氩弧焊的5-10倍

速度慢，热影响区大

‌质量表现‌

焊缝无疤无变色，强度≥母材

易产生气孔、咬边，需后续打磨

‌环保性‌

无粉尘排放，能耗降低80%-90%

产生大量焊接烟尘，环保风险高

十、市场前景与发展趋势

根据创鑫激光与清华大学联合报告，全球手持激光焊市场已从2017年的5.3亿元增长至2024年的64亿元，中国占据71%市场份额。未来发展方向包括：

‌智能化升级‌：集成视觉跟踪、自适应修复工艺包等技术，实现焊接参数自动调节。

‌多功能集成‌：焊接、切割、清洗等多功能一体化设备逐步普及。

‌成本下探‌：光纤激光器价格已降至0.65-0.7万元/千瓦，推动设备进一步降价。

十一、小结

手持激光焊工艺是一种快捷高效的焊接方法，其优越性显然。最终的焊接质量很大程度上取决于焊接参数的设置，而手持激光焊接参数的设置需要根据实际情况和焊接要求进行选择和调整。只有在合理选择和调整参数的情况下，才能够实现优质的焊接作业。