隨著手持式激光焊接市場的快速發展，近幾年來采用水冷散熱方式的手持激光焊機大量面向市場進行銷售，相比較傳統焊機的外形尺寸，現有水冷手持激光焊機的設備體積和重量仍然讓客戶感覺過于笨重，日常頻繁維護等問題讓用戶依舊苦不堪言。在用戶期待手持激光焊機朝向小型化、輕量化、免維護的發展趨勢中，水冷散熱式手持激光焊機的關鍵的突破難點就在于采用了水冷散熱方式。
目前行業中手持激光焊機技術發展對于風冷散熱方式的呼聲尤其明顯，希望通過風冷散熱技術進一步使激光手持焊機更加輕量化、小型化、免維護，提升用戶的使用體驗，使其使用起來更貼近傳統焊機的使用體驗。因此在風冷散熱技術路線上也誕生了兩種不同的風冷散熱方案，那么哪種方案更能滿足產品散熱需求，哪種方案更加穩定可靠呢？
01
激光器的心臟：半導體激光芯片
手持激光焊機中最為重要的部件是光纖激光器，無論哪種散熱方式都需要保證光纖激光器的良好散熱，而光纖激光器中散熱的核心是激光器中的半導體激光芯片，可以形容為激光器的心臟，如果激光芯片無法得到有效散熱，也就意味著芯片的失效風險加大和長期使用的功率衰減增加，從而影響手持激光焊機的使用壽命，是極其關鍵的部件。在當前的技術發展情況下，激光芯片的工作壽命會隨著溫度的增加快速衰減，芯片自身正常工作溫度需要保持在80℃以內，普遍安全的工作溫度應該在60℃左右。
（半導體激光芯片）
02
強制風冷 VS 空調直冷
首先我們先來了解一下強制風冷的散熱方式在手持激光焊機中的優缺點；
優勢：強制風冷技術是通過將熱量傳導的形式，將所產生的熱量傳導至鋁制散熱器，通過風扇吹動環境空氣快速流動，從而實現對散熱器的自然換熱。相比于水冷散熱技術，風冷散熱不需要額外配備水冷箱，可以減少設備數量和體積。
劣勢：由于采用自然對流的換熱方式，其散熱效率受環境溫度影響較為明顯，在高溫環境下無法保障散熱效率，導致半導體激光芯片升高，降低激光芯片使用壽命，無法滿足高溫環境下的持續可靠運行。
（傳統被動式風冷散熱方案）
為什么說強制風冷的散熱方式無法保障激光芯片在高溫下會降低使用壽命，甚至失效風險？
半導體激光芯片作為核心元件被封裝在一個密封的金屬殼體中，形成一個完整的半導體激光泵浦，在工作中會釋放大量的熱，如果是一臺1500W的激光器滿功率運行，按照泵浦電光效率55%計算，其半導體泵浦散熱功率大約在2100W左右，當環境溫度30攝氏度時，半導體泵浦殼體溫度在44攝氏度左右，此時激光芯片溫度即可達到75攝氏度以上，如果環境溫度達到35攝氏度以上，激光芯片工作溫度將高于80攝氏度以上，面臨著極高的失效風險，所以對于傳統強制風冷的散熱方式來說，整機2500W左右的熱量需要通過鋁制散熱器進行自然對流進行熱交換，其難度可謂巨大，加上激光芯片在高溫運行下的失效風險，無法滿足設備長期可靠的連續運行。
（與傳統風冷散熱方案在不同溫度下激光芯片溫度的變化）
我們再來了解一下主動式空調直冷散熱技術在手持激光焊機中的優缺點
優勢：其原理是將空調壓縮機與光纖激光器結合，通過空調壓縮機將氣態的制冷劑壓縮為高溫高壓的氣態，并送至冷凝器進行冷卻，經冷卻后變成中溫高壓的液態制冷劑，中溫液態的制冷劑經膨脹閥節流降壓，變成低溫低壓的氣液混合體，經過激光器內部吸收熱量而汽化，變成氣態，然后再回到壓縮機繼續壓縮，繼續循環進行制冷，在制熱的時候四通閥使氟利昂在冷凝器與蒸發器的流動方向與制冷時相反，從而達到制熱的效果。
劣勢：由于采用了近似于變頻空調的技術原理，其制造成本高于普通散熱器的強制風冷散熱方式，其次設備重量略高。
（強制風冷 vs 空調直冷 兩種散熱方式的對比）
03
三大核心優勢，重新定義風冷技術新標桿
對比較為經濟的強制風冷技術，主動式空調直冷散熱技術有以下三大核心優勢：
1
超低功率衰減，性能穩定，持久加倍
業內人士都知道，激光芯片在80℃以上會受到嚴重的不可逆損害。得益于“主動式空調直冷技術”優秀的智能控溫系統，可以保證設備在滿功率長時間的連續工作條件下，其半導體泵浦內關鍵的激光芯片持續在70℃以下工作，連續運行滿一年后，功率衰減≤5%! 而傳統的強制風冷散熱技術無法實現溫度的實時調控，激光芯片溫度無法控制在合理區間，導致強制風冷技術設備的功率衰減遠遠高于主動式空調制冷技術，輕則損害激光芯片導致設備使用壽命變短，嚴重情況下直接燒壞激光器設備無法使用。使用主動式空調制冷技術的產品無論是在使用壽命，還是功率衰減方面都能表現的更優異，極大地提高了用戶設備的使用周期，降低成本。
2
不懼嚴寒酷暑，高效散熱，挑戰極限
由于強制風冷是依靠周圍環境空氣的快速流動，帶走設備內部熱量，導致強制風冷散熱技術受環境溫度的影響極大，在炎熱或寒冷季節的天氣變化、南方或北方的區域氣候等都會對強制風冷設備的工作效率和穩定性產生較大影響，甚至直接停止工作，影響用戶加工效率和設備正常使用。主動式空調制冷技術采用的是獨立壓縮機直冷方案，使得散熱效果即使在極端天氣環境下也依舊強勁。光惠激光創新性提出ACC智能控溫技術，確保激光器內部溫度始終穩定，從而為光纖激光器設備穩定輸出保駕護航。
3
更高的散熱能力，不斷突破激光器散熱功率上限
隨著光纖激光器的功率升高，所產生的熱能也會成直線上升。目前市面上采用強制風冷散熱技術的光纖激光器功率最大為1500W，更高功率段激光器若采用強制風冷技術，將無法帶走設備所產生的熱量，導致光纖激光器內部溫度過高，無法正常工作。
2023年德國慕尼黑光電展期間，光惠激光再次刷新風冷技術功率段記錄，面向全球發布了萬瓦級風冷產品：主動式空調直冷12kw光纖激光器，整機散熱功耗大于17KW，溫度控制依然穩定、可靠、精準，真正突破了高功率激光器的散熱技術瓶頸，使光纖激光器的運行功率穩定性得到極大提升，設備長期運行免維護，無水冷散熱系統維護麻煩，用戶更省心，免去維護煩惱。
光惠激光“主動式空調直冷技術”自2021年7月發布以來，因散熱系統導致的設備故障幾乎為零，長期散熱的可靠性得到充分的市場驗證，真正能夠做到高效散熱、智能控溫、閉環控制。
至此，手持激光焊機的散熱技術哪家強，通過數據對比和技術差異性的對比，可以明顯比較出“空調直冷散熱方式”的巨大優勢，即滿足了客戶對設備小型化、輕量化、免維護的追求，同時極大保障了設備的長期運行可靠性，是用戶最為正確的選擇！
從專注于976nm技術的不斷探索和創新，到主動式空調直冷散熱技術方案，光惠激光一直堅持技術創新，以“讓激光成為普惠的通用化工具”為使命，提供高性能、高效率、高質量的激光器和解決方案。未來，光惠激光將繼續深耕于主動式空調直冷散熱技術，引領風冷技術最新發展動向，切實從用戶角度出發，推出覆蓋更高更全功率、更硬品質、更穩性能的激光器產品。
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