本项目为东莞理工学院、大族激光科技产业集团股份有限公司两方合作自研项目，在实施过程中获得了深圳市战略性新兴产业和未来产业发展专项资金2017年第二批扶持计划的支持，批准文号“深发改【2017】865号”，项目名称“高功率半导体激光精密焊接智能装备研发与产业化”,资助金额500万；以及深圳市未来产业专项资金支持，批准文号“深发改【2017】713号”，项目名称“重20170037 10KW级半导体激光器研发”，资助金额300万。

    在我国大力推行中国制造2025和新能源的背景下，东莞理工学院与大族激光科技产业集团一直以来专注于动力电池的焊接工艺、系统集成的研发及改进，此次研发的高功率半导体激光精密焊接智能装备，是一套集成了动力电池多个工序的自动化、智能化的高效率设备。在QBH光纤制作、合束器制作以及底层模块合束封装均采用自主研发，突破了欧美国家在核心器件上对我国的封锁。半导体激光器的光-光转换效率高达97%，而电-光转换效率为45%，极大提高了能源利用效率。以半导体激光器作为光源用于动力电池铝合金的焊接，可以大大提高焊接效率、保证焊接过程稳定以及改善焊缝质量。克服了动力电池焊接存在性能差异、生产效率低、生产品质差等问题，为动力电池的生产的安全性、一致性、稳定性、高效性提供保障，全面提升我国动力电池的技术水平及产业规模，提高我国在新能源汽车行业的市场竞争能力。该项目成功实施后，可直接产生经济效益8000万元，间接效益上亿元，有效打破国际上对中国激光产业的技术封锁，为中国的2025智能制造添砖加瓦。随着项目继续的实施，将获得更大的经济效益，对激光行业的国内厂商起到了良好的示范作用。

     本项目通过自主研发高功率半导体激光器作为焊接光源，并整合多自由度运动平台、视觉定位捕捉及光电协同控制系统，形成具有高效率、高精度、高自动化、高智能化的高功率半导体激光精密焊接智能装备，突破光纤激光器在焊接应用中作处垄断优势并实现智能制造产业化。高功率半导体激光器作为焊接光源，采用全光纤化的布局，可以根据空间的实际需要灵活的选择器件布局，且系统功率的提升不会引起系统复杂度的增加。所有模块的连接都通过光纤熔接实现，从而保证激光器输出的稳定性。激光器结构采用一级合束的方案，制作工艺更简单，模块化的方案更有利于实现不同级别功率输出。整个半导体焊接装备的搭建通过高功率半导体激光器系统研发，多自由度运动平台开发，视觉定位捕捉控制系统、焊缝在线检测测系统、光机电协同控制各系统来具体实施。

    主要技术性能指标包括：①激光器功率100-6000W；②激光波长915±10nm；③输出功率稳定性＜3%；④脉冲宽度0.01-8000ms；⑤具备连续/调制模式；⑥M2：116±10pp；⑦光纤长度10m；⑧工作平台行程：X轴400mm，Y轴300mm，Z轴300mm；⑨X、Y、Z轴重复定位精度 ±0.02mm。

    本系统处于国际先进水平，其关键技术创新点有：①立足于高功率光纤合束器技术最新进展，提出基于全光纤结构的高功率半导体激光器设计和多传感器监控回反光的设计理念，结构轻巧，安全稳定，解决了国产高功率半导体激光器批量化生产难的问题；②采用多个高速精准光电转换装置监测模块内部多处光电值，高速并行从泵浦源头到QBH光输出实时多节点监控检测及阈值报警，避免回反光过强导致损坏模块；③开发了一种新型的具有补偿功能的激光输出功率检测方法及装置，通过高速精准光电转换装置检测内部光电值及功率算法转换，解决国内传统高功率半导体激光器功率无法准确检测实际输出激光功率问题。

    高功率半导体激光器采用模块化封装，功率级别从千瓦级到万瓦级，光束质量好，功率稳定性＜3%，本项目开拓了高功率半导体激光器在自熔焊、填丝焊、复合焊、热处理、增材制造领域中的应用，在机械五金、动力电池行业上有巨大应用前景。目前，高功率半导体激光焊接智能装备已成功推向市场，销售额超过1亿。