近日，有消息称，为了在板材厚度高达30mm的情况下进行高质量且无裂纹的焊接，德国汉诺威激光中心（LZH）正在开发一种具有定制光束整形和基于“数字孪生”的集成质量保证系统的多激光束焊接工艺，希望通过这种一次性工艺，促进15mm-30mm范围内厚壁部件的焊接，减少焊道数量、制造时间以及填充材料和保护气体的消耗。

研究团队称，这一创新工艺剑指船舶工业的“厚板焊接”。

一直以来，船舶工业都是激光行业“必争之地”，尤其是在20mm-40mm的厚板激光焊接上，技术有待突破，导致无法满足船舶制造的需要。因为货船、油船、集装箱船等大型船舶的配件所需的板材厚度一般在40mm左右。

汉诺威激光中心这一创新消息无疑将再次让激光技术在船舶工业中的竞争白热化。同时也在提醒大家，厚板焊接技术创新竞赛仍在进行，别松懈！

“必争之地”为何“必争”？

我国船舶制造市场有多大？

根据工业和信息化部发布我国2024年上半年造船业最新数据，我国造船业生产提质增速发展、船舶制造市场高度活跃，中国造船业三大指标继续稳步增长，全球领先。

——2024年上半年，我国造船完工量2502万载重吨，同比增长18.4%；

——新接订单量5422万载重吨，同比增长43.9%；

——截至6月底，手持订单量17155万载重吨，同比增长38.6%；

我国在造船完工量、新接订单量、手持订单量三大指标，国际市场份额均保持世界第一，三大指标分别占世界市场份额的55%、74.7%和58.9%。值得一提的是，新接订单量以载重吨计占全球总量的74.7%，这意味着越来越多的国外船东把订单投向了中国船厂，全球每10份造船新订单，有超过七成流向中国。在全球18种主要船型中，中国有14种船型新接订单量位居全球首位，我国造船出口额持续增长，很多企业订单甚至排到了2028年。

而中国船舶工业行业协会数据则显示，从利润额来看，今年前5个月，中国造船业的利润总额同比增长了近2倍。数据显示，1月至5月，全国规模以上船舶工业企业实现营业收入2532.4亿元，同比增长26.3%；实现利润总额160亿元，同比增长187.5%。此外，今年上半年，船舶产品出口金额206.7亿美元，同比增长85.2%；从月度来看，月均出口达34亿美元，同比增长率保持在30%以上，增速位列我国重点机电产品出口的首位。

由此可见，造船业板材激光焊接与切割是一个极其重要且不断发展的领域，潜在市场巨大。船舶工业也因此成为激光行业的“必争之地”。

“制胜点”为何是“制胜点”？

船舶领域是激光技术主要的应用领域之一，船舶工业中的板材切割与焊接，便是激光的用武之地。激光技术以其高精度、高效率、低变形和高质量等优点，已经在船舶工业中广泛应用。

最大痛点就在于，20mm以上的厚板焊接。因为在激光厚板切割方面，邦德激光、百超迪能、力星激光等知名设备商都能提供出色的解决方案，并已经在船舶制造上有所应用。

但在激光厚板焊接方面，仍鲜有出色的解决方案。据笔者了解，铭镭激光某款12000w焊接机可以在20mm以下的钢材焊接中表现出色。不过在20mm-40mm的厚板激光焊接上，由于所需的高穿透深度，需要精确控制熔池、温度、凝固和微观结构的特性，使得技术突破变得极具挑战性。

由于20mm以上厚板激光焊接技术瓶颈迟迟没有突破、没有成熟，船舶工业中的厚板焊板市场这一大块肥肉还没办法啃下来。而船舶工业也亟待更加出色的激光焊接技术来提速增效。

试想一下，船舶制造中，船体结构焊接、内部连接件焊接、特殊结构焊接等等都涉及厚板焊接，这是多少巨大的潜在厚板焊接市场——这甚至可以说是市场“真空地带”。可以说，谁先掌握20-40mm甚至更厚的厚板激光焊接技术，谁便掌握了抢占船舶制造市场的制胜法宝。

相信破解这一技术难题是激光行业梦寐以求的事情。因为，随着我国造船业在全球占据的份额越来越多，为激光技术的应用打开了广阔的市场空间，这很难不让激光行业从业者心动。

船舶工业的厚板焊接仍须努力

目前，对于中厚板的焊接方法主要有传统电弧焊、气体保护焊及埋弧焊等。传统的焊接方式不仅需要开设大坡口形式进行多层多道焊接，而且过大的热输入量会使焊接结构变形，一方面会导致焊接效率较低，另一方面会降低焊接接头的力学性能，影响服役寿命。

这也是船舶工业急需更先进的激光技术的原因。

众所周知，激光焊接技术具有高能量、低变形、高质量、高适应性等优点，可以快速高效地焊接不同材质、不同厚度的板材，确保船体结构的牢固性和稳定性；可以焊接不锈钢、铝、铜、钛等高强度、高硬度、高抗腐蚀等易熔难焊材料，从而保证船舶内部组件的密封性和稳定性；可以针对复杂结构和形状进行精确焊接，提高制造精度和效率。

随着焊接技术的发展，激光-电弧复合焊接因为焊接速度快、热影响区窄、焊缝变形及残余应力小等优点备受推崇,在中厚板高强钢的焊接中逐渐得到应用。如德国的MEYER-WERFT船厂、芬兰的KVAERNER船厂都有激光-电弧复合焊接的生产线。上海外高桥船厂采用16 kW光纤激光器大功率激光-电弧复合焊接系统，成功完成了4mm-25mm厚钢板拼焊单面单道焊双面成型。

但这还远远不够。随着科技的进步和造船业的发展，厚板激光焊接技术需要不断向更高效率、更高质量、更低成本的方向发展。并且更多地与智能化、自动化等先进技术相结合，实现焊接过程的全面优化和升级。随着新材料的不断涌现和焊接工艺的不断创新，激光焊接技术将在造船业中发挥更加重要的作用，在造船业中的应用前景也将更加广阔。