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从12%维护成本到省电5800元:桓日航空级散热技术的迭代逻辑

激光制造网 来源:桓日激光2025-07-03 我要评论(0 )   

近期各地持续发布高温黄色预警,预计北京大部、天津、河南北部、汾渭平原长江三角洲以及珠江三角洲等大部分地区都有35℃以上的高温天气。其中,北京中南部、天津中西部...

近期各地持续发布高温黄色预警,预计北京大部、天津、河南北部、汾渭平原长江三角洲以及珠江三角洲等大部分地区都有35℃以上的高温天气。其中,北京中南部、天津中西部、河北中南部、山东北部及吐鲁番盆地等地部分地区最高气温37~39℃,局地可达40℃以上。

高温是影响手持激光焊焊接质量的关键因素之一。这类设备在作业时产生的热能,不仅直接影响加工精度,更对系统稳定性构成严峻挑战——可以说,每一台激光焊接设备都在经历着一场关乎性能与可靠性的"高温大考"。

特别在夏季高温环境下,这种挑战更为严峻。从终端用户的实际需求来看,他们最关注的核心问题主要集中在两个方面:首先是成本与能耗问题,持续高负荷运转带来电力消耗直接影响生产成本;其次是设备的温升与性能表现,包括焊接头过热导致的加工精度下降、系统保护性停机等问题。这两个关键点直接关系到设备的使用体验和生产效率。

散热技术是手持激光焊的重要技术之一,包括激光器的散热和焊枪的散热,保障激光系统的可靠性和稳定性,常用的冷却方式有水冷、风冷、冷媒直冷三种形式。


1、夏季水冷 “ 防结露 ” 维护成本高,风冷低维护成新宠

水冷散热以水作为中间介质带走激光器热量,通过冷水机实现水温恒定,但体积和重量难压缩、能耗高、需定期维护(防止夏天结露冬天结冰);最近天气越来越热,平均温度将超过34℃,加上间歇性的雨水,空气中的温度和湿度都被大大地提升,这种环境对于运行中需要水冷的激光设备无疑是致命的。炎热潮湿的环境会使激光设备内部产生结露的现象,对激光管造成损伤甚至报废。同时也会大大增加激光设备上的其他配件,如激光电源、机器主板控制器等电控元件被损坏的风险。

中国光学学会激光加工专业委员会发布的年度报告指出,工业级水冷激光系统(含水冷机)的年均维护费用(耗材+人工+能耗)约为设备采购价的8%-12%。在当前极端高温天气频发、电力供应紧张的背景下,这类"高投入、高维护"的散热方案正面临严峻的市场考验。相比之下,风冷方案则是直接通过风扇带走激光器的热量,设计难度更高,成本低、轻巧便携、能耗比水冷及冷媒直冷低、枪头和铠缆也更轻。新一代风冷技术凭借其"低维护、低能耗"的特性,正获得越来越广泛的应用。

2、散热能耗直降85%,电费年省超5800,大大减轻企业用电成本
夏天高温情况下,风冷的散热能耗表现如何?根据下图数据对比,传统水冷焊机的散热能耗(1.1-2kW)显著高于纯风冷方案(0.16-0.3kW),其中水泵的持续高耗电是主要原因。其中纯风冷的散热成本是最低的,在当前夏季电力供应紧张、各地限电政策频发的背景下,风冷的散热能耗最低大大减轻了企业的用电难问题。

红桐采用的是仅用风扇散热的纯风冷方案,以风为散热介质,采用叠齿相变散热器以及“相变”材料,并结合高性能铜管阵列以及高性能变频风扇设计,基于气体动力学设计的风口,在低转速下即可满足散热需求,散热能耗降低近85%,成为低能耗、高稳定、高可靠散热典范。

之前经过实测发现,其他水冷焊机3013W/h ,每小时狂飙 3.01度电(电费刺客);桓日风冷焊机974W/h ,每小时仅耗电 0.974度(节能王者),每小时直省2度电+;按每天工作8小时,假设电价1元/度计算:日省19.2元(2度×8h×1元 );年省超5800元(19.2元×365天 = 超5800元) 

3、整机结构优化,光电转化率更高、更省电节能

桓日研发按移动焊接轻便需求重新解构,通过打破原有模块各自独立的架构,不仅包括机械和散热结构的优化,还对主机内模块化的激光器、散热系统、电源、控制系统进行深度融合与系统整合,硬软件相互匹配;同时核心器件部件能耗优化,整机光电转化率更高,更省电节能。进一步保证系统的长期稳定运行,真正实现低能耗与高可靠性的双重目标。

强强联合:2023年,桓日激光与南京航空航天大学达成技术合作,双方联手进一步探索手持激光焊的散热技术,开发散热潜力,提升设备性能。目前,桓日激光技术骨干与南京航空航天大学专家就红桐手持激光焊冷却方案展开了深入探讨,并成立了“航空级散热技术联合开发”研究小组。

在“航空级散热技术联合开发”研究小组的齐力钻研下,将会更多新技术诞生以及更新一代的“航天级”冷却方案,打造低能耗、小体积、高可靠的散热标杆,推动手持激光焊行业的发展。

数千次高温测试:为更好地开展严格的高温测试,公司重金投入研发和生产,配备了一系列价值百万级别的全球顶尖检测设备模拟史上特高气温室外场景,设备在完成整机生产后需要放入40℃步入式温箱进行长时间的高温测试,同时还包含扫描检测仪、冷热冲击箱、砂尘试验箱等一系列先进的测试确保每一件产品都达到最高标准。

超大型步入式恒温恒湿试验箱对设备进行高温模拟测试

冷热冲击箱测试温度剧烈变化下的性能表现

零高温投诉:炎炎三伏天,桓日激光红桐手持激光焊散热优异,使得机器能够在高温下平稳运行。实践出真知,这四年以来无任何一项产品因高温产生稳定性问题出现,可见桓日手持激光焊的抗高温性能足以抵抗极端高温天气。


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