激光焊接設備專利技術現狀及其發展趨勢

張瑞紅+黃川

摘 要：文章選擇Patentics專利檢索系統對世界范圍的相關專利數據進行檢索，以激光器種類、激光束成形和控制、保護氣氛和噴嘴結構這三個方面的專利申請數據為分析樣本，對激光焊接設備的發展動向、主要競爭對手、專利分布狀況等情況進行了分析，為我國激光焊接設備企業的發展提供一定的借鑒作用。

關鍵詞：激光焊接設備；激光器；激光束；專利

1 簡介

激光焊接技術是以激光束為能源，使其沖擊在焊件接頭上以達到焊接目的的技術。自從20世紀60年代初激光器誕生后，它在焊接領域的應用潛力便引起人們的極大關注。隨著高功率CO2和YAG激光器以及光纖傳輸技術的完善，激光焊接的應用范圍越來越廣，廣泛應用于車身制造、船舶制造，甚至于大飛機的制造中[1]。

激光焊接設備主要包括激光器種類、激光束成形和控制、保護氣氛和噴嘴結構三部。本文立足世界專利，以激光器種類、激光束成形和控制、保護氣氛和噴嘴結構這三個方面的專利申請數據為分析樣本，對激光焊接設備的發展動向、主要競爭對手、專利分布狀況等情況進行了分析。

2 激光焊接設備專利技術分析

為了對激光焊接設備的專利狀況進行分析，我們選擇使用Patentics索[2]。該系統的數據庫包括了中國發明、實用新型全文，美國授權、申請專利全文，EPO申請全文，WO申請全文以及世界專利英文摘要，足以覆蓋我們要檢索的專利數據。

檢索完成后，首先根據后續專利分析的需要，確定需要采集的字段，將數據導出和保存，Patentics得到的數據以EXCEL格式保存。在數據采集之后，需要對采集到的數據進行清理、標引。數據標引完成后，用EXCEL對標引完的數據進行統計分析，得到所需圖表，從圖表對激光焊接技術的專利狀況進行分析。

2.1 發展趨勢分析

焊接設備技術分為保護氣氛和噴嘴、激光器種類和激光束成形和控制三個部分。圖1為焊接設備的技術構成，從圖上可以看出，激光束成形和控制申請量為2495件，占47%，保護氣氛和噴嘴申請量為2103件，占40%，激光器種類申請量為678件，占13%。可見，激光束成形和控制技術與保護氣氛和噴嘴技術為焊接設備的研究重點。

圖2為焊接設備各技術分支的專利類型占比圖，由上圖可見，焊接設備的各個技術分支中均以發明專利為主，發明專利均占總體的百分之九十左右，實用新型申請量總體較少。其中，激光束成形和控制的發明專利2298件，占92.1%；激光器種類的發明專利605件，占89.2%；保護氣氛和噴嘴1961件，占93.2%。

圖3為焊接設備的專利申請量發展趨勢（因為發明專利一般在申請后18個月才公開，因此，2015、2016的專利申請量不是準確的數值，故在圖3-4、6中2015、2016用虛線表示）。由圖3可以看出，焊接設備的申請從1977年開始，至1989年處于緩慢發展期，1990年申請量為40件，從此，焊接設備的申請量逐年增加；2000年申請量已經達到251件，1990-2007處于穩步發展期；2008年以來，焊接設備的申請量更是急速上升，2013年達到了340件。

圖4為焊接設備各技術分支的申請量發展趨勢，激光束成形和控制與保護氣氛和噴嘴兩個技術分支的發展趨勢與其所屬二級分支的發展趨勢基本一致，其中可以明顯看出在2013年兩者的申請量都達到了最高點，分別為98件和171件。激光器種類的申請量在三個技術分支中相對較少，2001年達到最高點41件，其后又緩慢減少。

2.2 技術來源國分析

圖5給出了焊接設備專利申請的技術來源國構成。從圖中可以看出，日本是最主要的技術來源國，為2253件，占全球申請的43%；中國排在第二位，為913件，占全球申請的17%。排在第3、4位的分別是美國和德國，為668和485件，占全球申請的13%和9%。其他國家相對較少。

圖6給出了焊接設備四個主要技術來源國的申請趨勢。作為主要的技術來源國，日本、中國和美國上世紀90年代開始進入穩步發展期，2000年日本的申請量達到了最高點，有150件申請；而中國的申請量一直穩步上升，達到了最高點，截至2016年11月中國2015年的申請量達到157件；2013年美國的申請量達到了最高點，有58件申請；2008年德國的申請量達到了最高點，有36件申請。相對而言，2010年以前，日本的申請量領先，2011年開始中國的申請量開始超過日本，這和我國政府的創新發展政策有關。

3 結束語

從上面的分析可知，激光束成形和控制的專利申請量幾乎占焊接設備專利申請總量的一半，保護氣氛和噴嘴的申請量占40%，可見這兩個分支是焊接設備的研究熱點，激光器種類的申請量較少，這是由于激光器種類有限且技術突破比較難。從全球來看，日本在焊接設備方面處于領頭羊的位置，雖然近幾年專利申請量低于中國，但是其地位還是不容小覷的。我國企業在焊接設備的研究應多借鑒日本的專利申請，在專利布局方面也應重點關注日本企業的專利，避免侵權。

參考文獻

[1]楊春燕.激光焊接技術的應用與發展[J].西安航空技術高等專科學校學報，2008，26（5）：18-20.

[2]賀秀蓮，韓雪蓮.專利情報檢索與分析工具-PATENTICS[J].情報探索，2014（1）：79-81+86.