激光焊接设备专利技术现状及其发展趋势

张瑞红+黄川

摘 要：文章选择Patentics专利检索系统对世界范围的相关专利数据进行检索，以激光器种类、激光束成形和控制、保護气氛和喷嘴结构这三个方面的专利申请数据为分析样本，对激光焊接设备的发展动向、主要竞争对手、专利分布状况等情况进行了分析，为我国激光焊接设备企业的发展提供一定的借鉴作用。

关键词：激光焊接设备；激光器；激光束；专利

1 简介

激光焊接技术是以激光束为能源，使其冲击在焊件接头上以达到焊接目的的技术。自从20世纪60年代初激光器诞生后，它在焊接领域的应用潜力便引起人们的极大关注。随着高功率CO2和YAG激光器以及光纤传输技术的完善，激光焊接的应用范围越来越广，广泛应用于车身制造、船舶制造，甚至于大飞机的制造中[1]。

激光焊接设备主要包括激光器种类、激光束成形和控制、保护气氛和喷嘴结构三部。本文立足世界专利，以激光器种类、激光束成形和控制、保护气氛和喷嘴结构这三个方面的专利申请数据为分析样本，对激光焊接设备的发展动向、主要竞争对手、专利分布状况等情况进行了分析。

2 激光焊接设备专利技术分析

为了对激光焊接设备的专利状况进行分析，我们选择使用Patentics索[2]。该系统的数据库包括了中国发明、实用新型全文，美国授权、申请专利全文，EPO申请全文，WO申请全文以及世界专利英文摘要，足以覆盖我们要检索的专利数据。

检索完成后，首先根据后续专利分析的需要，确定需要采集的字段，将数据导出和保存，Patentics得到的数据以EXCEL格式保存。在数据采集之后，需要对采集到的数据进行清理、标引。数据标引完成后，用EXCEL对标引完的数据进行统计分析，得到所需图表，从图表对激光焊接技术的专利状况进行分析。

2.1 发展趋势分析

焊接设备技术分为保护气氛和喷嘴、激光器种类和激光束成形和控制三个部分。图1为焊接设备的技术构成，从图上可以看出，激光束成形和控制申请量为2495件，占47%，保护气氛和喷嘴申请量为2103件，占40%，激光器种类申请量为678件，占13%。可见，激光束成形和控制技术与保护气氛和喷嘴技术为焊接设备的研究重点。

图2为焊接设备各技术分支的专利类型占比图，由上图可见，焊接设备的各个技术分支中均以发明专利为主，发明专利均占总体的百分之九十左右，实用新型申请量总体较少。其中，激光束成形和控制的发明专利2298件，占92.1%；激光器种类的发明专利605件，占89.2%；保护气氛和喷嘴1961件，占93.2%。

图3为焊接设备的专利申请量发展趋势（因为发明专利一般在申请后18个月才公开，因此，2015、2016的专利申请量不是准确的数值，故在图3-4、6中2015、2016用虚线表示）。由图3可以看出，焊接设备的申请从1977年开始，至1989年处于缓慢发展期，1990年申请量为40件，从此，焊接设备的申请量逐年增加；2000年申请量已经达到251件，1990-2007处于稳步发展期；2008年以来，焊接设备的申请量更是急速上升，2013年达到了340件。

图4为焊接设备各技术分支的申请量发展趋势，激光束成形和控制与保护气氛和喷嘴两个技术分支的发展趋势与其所属二级分支的发展趋势基本一致，其中可以明显看出在2013年两者的申请量都达到了最高点，分别为98件和171件。激光器种类的申请量在三个技术分支中相对较少，2001年达到最高点41件，其后又缓慢减少。

2.2 技术来源国分析

图5给出了焊接设备专利申请的技术来源国构成。从图中可以看出，日本是最主要的技术来源国，为2253件，占全球申请的43%；中国排在第二位，为913件，占全球申请的17%。排在第3、4位的分别是美国和德国，为668和485件，占全球申请的13%和9%。其他国家相对较少。

图6给出了焊接设备四个主要技术来源国的申请趋势。作为主要的技术来源国，日本、中国和美国上世纪90年代开始进入稳步发展期，2000年日本的申请量达到了最高点，有150件申请；而中国的申请量一直稳步上升，达到了最高点，截至2016年11月中国2015年的申请量达到157件；2013年美国的申请量达到了最高点，有58件申请；2008年德国的申请量达到了最高点，有36件申请。相对而言，2010年以前，日本的申请量领先，2011年开始中国的申请量开始超过日本，这和我国政府的创新发展政策有关。

3 结束语

从上面的分析可知，激光束成形和控制的专利申请量几乎占焊接设备专利申请总量的一半，保护气氛和喷嘴的申请量占40%，可见这两个分支是焊接设备的研究热点，激光器种类的申请量较少，这是由于激光器种类有限且技术突破比较难。从全球来看，日本在焊接设备方面处于领头羊的位置，虽然近几年专利申请量低于中国，但是其地位还是不容小觑的。我国企业在焊接设备的研究应多借鉴日本的专利申请，在专利布局方面也应重点关注日本企业的专利，避免侵权。

参考文献

[1]杨春燕.激光焊接技术的应用与发展[J].西安航空技术高等专科学校学报，2008，26（5）：18-20.

[2]贺秀莲，韩雪莲.专利情报检索与分析工具-PATENTICS[J].情报探索，2014（1）：79-81+86.