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企業(yè)新聞

從12%維護成本到省電5800元:桓日航空級散熱技術的迭代邏輯

激光制造網(wǎng) 來源:桓日激光2025-07-03 我要評論(0 )   

近期各地持續(xù)發(fā)布高溫黃色預警,預計北京大部、天津、河南北部、汾渭平原長江三角洲以及珠江三角洲等大部分地區(qū)都有35℃以上的高溫天氣。其中,北京中南部、天津中西部...

近期各地持續(xù)發(fā)布高溫黃色預警,預計北京大部、天津、河南北部、汾渭平原長江三角洲以及珠江三角洲等大部分地區(qū)都有35℃以上的高溫天氣。其中,北京中南部、天津中西部、河北中南部、山東北部及吐魯番盆地等地部分地區(qū)最高氣溫37~39℃,局地可達40℃以上。

高溫是影響手持激光焊焊接質量的關鍵因素之一。這類設備在作業(yè)時產(chǎn)生的熱能,不僅直接影響加工精度,更對系統(tǒng)穩(wěn)定性構成嚴峻挑戰(zhàn)——可以說,每一臺激光焊接設備都在經(jīng)歷著一場關乎性能與可靠性的"高溫大考"。

特別在夏季高溫環(huán)境下,這種挑戰(zhàn)更為嚴峻。從終端用戶的實際需求來看,他們最關注的核心問題主要集中在兩個方面:首先是成本與能耗問題,持續(xù)高負荷運轉帶來電力消耗直接影響生產(chǎn)成本;其次是設備的溫升與性能表現(xiàn),包括焊接頭過熱導致的加工精度下降、系統(tǒng)保護性停機等問題。這兩個關鍵點直接關系到設備的使用體驗和生產(chǎn)效率。

散熱技術是手持激光焊的重要技術之一,包括激光器的散熱和焊槍的散熱,保障激光系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性,常用的冷卻方式有水冷、風冷、冷媒直冷三種形式。


1、夏季水冷 “ 防結露 ” 維護成本高,風冷低維護成新寵

水冷散熱以水作為中間介質帶走激光器熱量,通過冷水機實現(xiàn)水溫恒定,但體積和重量難壓縮、能耗高、需定期維護(防止夏天結露冬天結冰);最近天氣越來越熱,平均溫度將超過34℃,加上間歇性的雨水,空氣中的溫度和濕度都被大大地提升,這種環(huán)境對于運行中需要水冷的激光設備無疑是致命的。炎熱潮濕的環(huán)境會使激光設備內部產(chǎn)生結露的現(xiàn)象,對激光管造成損傷甚至報廢。同時也會大大增加激光設備上的其他配件,如激光電源、機器主板控制器等電控元件被損壞的風險。

中國光學學會激光加工專業(yè)委員會發(fā)布的年度報告指出,工業(yè)級水冷激光系統(tǒng)(含水冷機)的年均維護費用(耗材+人工+能耗)約為設備采購價的8%-12%。在當前極端高溫天氣頻發(fā)、電力供應緊張的背景下,這類"高投入、高維護"的散熱方案正面臨嚴峻的市場考驗。相比之下,風冷方案則是直接通過風扇帶走激光器的熱量,設計難度更高,成本低、輕巧便攜、能耗比水冷及冷媒直冷低、槍頭和鎧纜也更輕。新一代風冷技術憑借其"低維護、低能耗"的特性,正獲得越來越廣泛的應用。

2、散熱能耗直降85%,電費年省超5800,大大減輕企業(yè)用電成本
夏天高溫情況下,風冷的散熱能耗表現(xiàn)如何?根據(jù)下圖數(shù)據(jù)對比,傳統(tǒng)水冷焊機的散熱能耗(1.1-2kW)顯著高于純風冷方案(0.16-0.3kW),其中水泵的持續(xù)高耗電是主要原因。其中純風冷的散熱成本是最低的,在當前夏季電力供應緊張、各地限電政策頻發(fā)的背景下,風冷的散熱能耗最低大大減輕了企業(yè)的用電難問題。

紅桐采用的是僅用風扇散熱的純風冷方案,以風為散熱介質,采用疊齒相變散熱器以及“相變”材料,并結合高性能銅管陣列以及高性能變頻風扇設計,基于氣體動力學設計的風口,在低轉速下即可滿足散熱需求,散熱能耗降低近85%,成為低能耗、高穩(wěn)定、高可靠散熱典范。

之前經(jīng)過實測發(fā)現(xiàn),其他水冷焊機3013W/h ,每小時狂飆 3.01度電(電費刺客);桓日風冷焊機974W/h ,每小時僅耗電 0.974度(節(jié)能王者),每小時直省2度電+;按每天工作8小時,假設電價1元/度計算:日省19.2元(2度×8h×1元 );年省超5800元(19.2元×365天 = 超5800元) 

3、整機結構優(yōu)化,光電轉化率更高、更省電節(jié)能

桓日研發(fā)按移動焊接輕便需求重新解構,通過打破原有模塊各自獨立的架構,不僅包括機械和散熱結構的優(yōu)化,還對主機內模塊化的激光器、散熱系統(tǒng)、電源、控制系統(tǒng)進行深度融合與系統(tǒng)整合,硬軟件相互匹配;同時核心器件部件能耗優(yōu)化,整機光電轉化率更高,更省電節(jié)能。進一步保證系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運行,真正實現(xiàn)低能耗與高可靠性的雙重目標。

強強聯(lián)合:2023年,桓日激光與南京航空航天大學達成技術合作,雙方聯(lián)手進一步探索手持激光焊的散熱技術,開發(fā)散熱潛力,提升設備性能。目前,桓日激光技術骨干與南京航空航天大學專家就紅桐手持激光焊冷卻方案展開了深入探討,并成立了“航空級散熱技術聯(lián)合開發(fā)”研究小組。

在“航空級散熱技術聯(lián)合開發(fā)”研究小組的齊力鉆研下,將會更多新技術誕生以及更新一代的“航天級”冷卻方案,打造低能耗、小體積、高可靠的散熱標桿,推動手持激光焊行業(yè)的發(fā)展。

數(shù)千次高溫測試:為更好地開展嚴格的高溫測試,公司重金投入研發(fā)和生產(chǎn),配備了一系列價值百萬級別的全球頂尖檢測設備,模擬史上特高氣溫室外場景,設備在完成整機生產(chǎn)后需要放入40℃步入式溫箱進行長時間的高溫測試,同時還包含掃描檢測儀、冷熱沖擊箱、砂塵試驗箱等一系列先進的測試確保每一件產(chǎn)品都達到最高標準。

超大型步入式恒溫恒濕試驗箱對設備進行高溫模擬測試

冷熱沖擊箱測試溫度劇烈變化下的性能表現(xiàn)

零高溫投訴:炎炎三伏天,桓日激光紅桐手持激光焊散熱優(yōu)異,使得機器能夠在高溫下平穩(wěn)運行。實踐出真知,這四年以來無任何一項產(chǎn)品因高溫產(chǎn)生穩(wěn)定性問題出現(xiàn),可見桓日手持激光焊的抗高溫性能足以抵抗極端高溫天氣。


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