قد تصبح عملية اللحام بالليزر أسرع أسواق تطبيقات الليزر نموًا

في السنوات القليلة الماضية، تطورت معدات قطع المعادن بالليزر القائمة على ليزر الألياف بسرعة، ولم يتباطأ هذا التطور إلا في عام 2019. في الوقت الحاضر، تأمل العديد من الشركات أن تستفيد المعدات التي تبلغ قدرتها 6 كيلوواط أو حتى أكثر من 10 كيلوواط مرة أخرى من نقطة النمو الجديدة لقطع الليزر.

لم تحظَ تقنية اللحام بالليزر باهتمام كبير خلال السنوات القليلة الماضية. ويعود أحد الأسباب إلى ركود حجم سوق آلات اللحام بالليزر، وصعوبة توسع بعض الشركات العاملة في هذا المجال. إلا أنه في السنوات الأخيرة، ومع الزيادة السريعة في الطلب على اللحام بالليزر في العديد من القطاعات الرئيسية كصناعة السيارات والبطاريات والاتصالات الضوئية وتصنيع الإلكترونيات وتشكيل الصفائح المعدنية، شهد حجم سوق اللحام بالليزر نموًا ملحوظًا. وتشير التقديرات إلى أن حجم سوق اللحام بالليزر على مستوى الصين بلغ حوالي 11 مليار يوان صيني بحلول عام 2020، مع ازدياد حصته في تطبيقات الليزر بشكل مطرد.

التطبيق الرئيسي للحام بالليزر

يُستخدم الليزر في اللحام بعد القطع مباشرةً، وكان اللحام بالليزر هو التقنية الرئيسية التي اعتمدت عليها شركات الليزر الرائدة في بلدي. كما توجد شركات متخصصة في هذا المجال. في البداية، كان يُستخدم بشكل أساسي ليزر الضخ الضوئي وليزر YAG، وكلاهما من تقنيات اللحام التقليدية منخفضة الطاقة. استُخدمت هذه التقنيات في مجالات محدودة للغاية، مثل القوالب، والشعارات الإعلانية، والنظارات، والمجوهرات، وغيرها. في السنوات الأخيرة، ومع التحسين المستمر لقوة الليزر، والأهم من ذلك، تطورت تطبيقات اللحام بالليزر تدريجيًا باستخدام ليزر أشباه الموصلات وليزر الألياف، مما ساهم في تجاوز العقبات التقنية التي كانت تعيق هذه التقنية، وفتح آفاقًا جديدة في السوق.

تتميز بقعة الليزر الليفي بصغر حجمها نسبيًا، مما يجعلها غير مناسبة للحام. مع ذلك، يستخدم المصنّعون مبدأ شعاع الجلفانومتر المتأرجح وتقنيات مثل رأس اللحام المتأرجح، مما يُتيح لليزر الليفي تحقيق لحام فعال. وقد دخل اللحام بالليزر تدريجيًا إلى الصناعات الصينية المتقدمة، مثل السيارات، والنقل بالسكك الحديدية، والفضاء، والطاقة النووية، ومركبات الطاقة الجديدة، والاتصالات الضوئية. فعلى سبيل المثال، اعتمدت شركات FAW وChery وGuangzhou Honda الصينية خطوط إنتاج اللحام بالليزر الآلية؛ كما تستخدم قاطرات CRRC Tangshan وCRRC Qingdao Sifang تقنية اللحام بقدرة كيلوواط؛ بالإضافة إلى استخدام بطاريات ذات قدرة أعلى، حيث قامت شركات رائدة مثل CATL وAVIC Lithium Battery وBYD وGuoxuan باستخدام معدات اللحام بالليزر بكميات كبيرة.

يُعدّ لحام بطاريات الطاقة بالليزر من أبرز تطبيقات اللحام المطلوبة في السنوات الأخيرة، وقد ساهم بشكل كبير في ازدهار شركات مثل ليانينغ ليزر وهانز نيو إنرجي. ثانيًا، يأتي لحام هياكل السيارات وأجزائها في المرتبة الثانية. تُعتبر الصين أكبر سوق للسيارات في العالم، حيث تضمّ العديد من شركات السيارات العريقة، بالإضافة إلى شركات جديدة تظهر باستمرار، مع ما يقارب 100 علامة تجارية للسيارات، ومع ذلك، لا يزال معدل استخدام اللحام بالليزر في صناعة السيارات منخفضًا جدًا، مما يُبشّر بآفاق واعدة. ثالثًا، تطبيقات اللحام بالليزر في الإلكترونيات الاستهلاكية، وخاصةً في مجال تصنيع الهواتف المحمولة والاتصالات الضوئية.

تجدر الإشارة أيضًا إلى أن اللحام بالليزر المحمول يدويًا قد دخل مرحلة متقدمة. فقد ازداد الطلب على معدات اللحام المحمولة التي تعمل بليزر الألياف بقدرة تتراوح بين 1000 و2000 واط بشكل كبير خلال العامين الماضيين. ويمكن لهذه المعدات أن تحل بسهولة محل اللحام القوسي التقليدي وعملية اللحام النقطي منخفضة الكفاءة. ويُستخدم هذا النوع من اللحام على نطاق واسع في مصانع الأدوات المعدنية، وقطع الغيار المعدنية، وأنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ، وسبائك الألومنيوم، والأبواب والنوافذ، والدرابزينات، ومكونات الحمامات. وقد تجاوز حجم الشحنات في العام الماضي 10000 وحدة، وهو رقم لم يصل بعد إلى ذروته، ولا يزال هناك مجال واسع للتطور.

إمكانيات اللحام بالليزر

منذ عام 2018، تسارع نمو سوق تطبيقات اللحام بالليزر، بمعدل سنوي متوسط ​​يزيد عن 30%، متجاوزًا بذلك معدل نمو تطبيقات القطع بالليزر. وقد أكدت بعض شركات الليزر هذا الأمر. فعلى سبيل المثال، في ظل جائحة 2020، ارتفعت مبيعات شركة Raycus Laser من أجهزة الليزر المستخدمة في اللحام بنسبة 152% على أساس سنوي؛ بينما ركزت شركة RECI Laser على أجهزة الليزر المحمولة للحام، واستحوذت على الحصة الأكبر في هذا المجال.

بدأ مجال اللحام عالي الطاقة أيضاً بالاعتماد تدريجياً على مصادر الإضاءة المحلية، وتُعدّ آفاق النمو واعدة. وفي قطاعات مثل تصنيع بطاريات الليثيوم، وصناعة السيارات، والنقل بالسكك الحديدية، وبناء السفن، يُمثّل اللحام بالليزر، باعتباره حلقةً أساسيةً في عملية التصنيع، فرصةً سانحةً للتطوير. ومع التحسين المستمر لأداء الليزر المحلي، والحاجة إلى التصنيع على نطاق واسع لخفض التكاليف، باتت الفرصة سانحةً أمام ليزر الألياف المحلي ليحلّ محلّ الواردات.

وفقًا لتطبيقات اللحام العامة، يُعدّ الطلب الحالي على الطاقة التي تتراوح بين 1000 و4000 واط هو الأكبر، وسيُهيمن هذا النوع على لحام الليزر في المستقبل. تُستخدم العديد من أجهزة لحام الليزر المحمولة يدويًا في لحام الأجزاء المعدنية وأجزاء الفولاذ المقاوم للصدأ التي يقل سمكها عن 1.5 مم، وتُعدّ طاقة 1000 واط كافية. أما في لحام أغلفة الألومنيوم لبطاريات الطاقة، وبطاريات المحركات، ومكونات الطيران، وهياكل السيارات، وغيرها، فإنّ طاقة 4000 واط تُلبّي معظم الاحتياجات. سيصبح لحام الليزر مجال تطبيقات الليزر الأسرع نموًا في المستقبل، وقد يتجاوز إمكانات تطويره النهائية إمكانات قطع الليزر.