Laserkeevituse tööstuse staatus ja konkurentsimaastiku analüüs

Laserkeevitus on töötlemismeetod, mis kasutab metallide või muude termoplastsete materjalide ühendamiseks laseri suurt energiat. Erinevate tööpõhimõtete ja töötlemistingimuste kohaselt saab laserkeevituse jagada viieks tüübiks: soojusjuhtivkeevitus, sügavläbitorkeevitus, hübriidkeevitus, laserjootmine ja laserjuhtivkeevitus.

Uut tüüpi keevitusmeetodina on laserkeevituse eelised võrreldes teiste traditsiooniliste keevitusmeetoditega sügava läbitungimise, kiire kiiruse, väikese deformatsiooni, madalate keevituskeskkonna nõuete, suure võimsustiheduse ja magnetväljade mõju puudumise poolest. See ei piirdu juhtivate materjalidega, ei vaja vaakumtöötingimusi ega tekita keevitusprotsessi ajal röntgenikiirgust. Seda kasutatakse laialdaselt tipptasemel täppistootmise valdkonnas.

Laserkeevituse rakendusvaldkondade analüüs

Laserkeevituse eelised on suur täpsus, puhtus ja keskkonnakaitse, mitmesugused töötlemismaterjalid, kõrge efektiivsus jne ning lai valik rakendusi. Praegu on laserkeevitust laialdaselt kasutatud patareides, autodes, tarbeelektroonikas, optilises sides ja muudes valdkondades.

(1) Toiteaku

Liitiumioonakude või akupakkide tootmisprotsesse on palju, näiteks plahvatuskindla klapi tihenduskeevitus, sakikeevitus, akupooluste punktkeevitus, aku kesta ja kaane tihenduskeevitus, mooduli ja PACKi keevitamine. Teistes protsessides on parim meetod laserkeevitus. Näiteks saab laserkeevitus parandada aku plahvatuskindla klapi keevitamise efektiivsust ja õhukindlust; samal ajal saab laserkeevituse hea kiirekvaliteedi tõttu teha keevituspunkti väikeseks ja see sobib suure peegeldusvõimega alumiiniumribade, vaskribade ja kitsaribaliste akuelektroodide jaoks. Lintkeevitusel on ainulaadsed eelised.

(2) Auto

Laserkeevituse rakendusalad autotootmisprotsessis hõlmavad peamiselt kolme tüüpi: ebavõrdse paksusega plaatide laserkeevitust; kereosade ja allsõlmede laserkeevitust; ja autoosade laserkeevitust.

Laserkeevitust kasutatakse autokere projekteerimisel ja tootmisel. Vastavalt autokere erinevatele konstruktsiooni- ja jõudlusnõuetele ühendatakse erineva paksusega, erinevast materjalist, erineva või sama jõudlusega plaadid laserlõikus- ja montaažitehnoloogia abil üheks tervikuks ning seejärel stantsitakse need keredetailiks. Praegu on laserkeevitusega toorikuid laialdaselt kasutatud autokere erinevates osades, näiteks pakiruumi tugevdusplaadil, pakiruumi sisepaneelil, amortisaatori toel, tagaratta kattes, külgseina sisepaneelil, ukse sisepaneelil, esipõrandal, eesmistel pikisuunalistel taladel, kaitseraudadel, põiktalal, rattakattes, B-piilarite ühendustel, keskpiilarites jne.

Autokere laserkeevitus jaguneb peamiselt montaažikeevituseks, külgseinte ja pealmise katte keevitamiseks ning järgnevaks keevitamiseks. Laserkeevituse kasutamine autotööstuses võib ühelt poolt vähendada auto kaalu, parandada auto liikuvust ja vähendada kütusekulu; teiselt poolt võib see parandada toote jõudlust. Kvaliteet ja tehnoloogiline areng.

Laserkeevituse kasutamise eelised autoosade puhul on keevitusdetaili peaaegu deformatsiooni puudumine, kiire keevituskiirus ja vajaduse puudumine pärast keevitamist kuumtöötluse järele. Praegu kasutatakse laserkeevitust laialdaselt selliste autoosade tootmisel nagu käigukastid, klapitõstukid, uksehinged, veovõllid, roolivõllid, mootori väljalasketorud, sidurid, turboülelaaduri teljed ja šassiid.

(3) Mikroelektroonikatööstus

Viimastel aastatel on elektroonikatööstuse arenguga miniaturiseerimise suunas erinevate elektroonikakomponentide maht üha vähenenud ning järk-järgult on ilmnenud algsete keevitusmeetodite puudused. Komponendid on kahjustatud või keevitusefekt ei vasta standardile. Selles kontekstis on laserkeevitust tänu oma eelistele, nagu sügav läbitungimine, kiire kiirus ja väike deformatsioon, laialdaselt kasutatud mikroelektroonika töötlemisel, näiteks andurite pakendamises, integreeritud elektroonikas ja nupupatareides.

3. Laserkeevitusturu arengustaatus

(1) Turu läbitungimise määra tuleb veel parandada

Võrreldes traditsioonilise töötlemistehnoloogiaga on laserkeevitustehnoloogial olulisi eeliseid, kuid sellel on endiselt probleem ebapiisava levikuga rakenduste edendamisel allavoolu tööstusharudes. Traditsioonilised tootmisettevõtted, kuna traditsioonilised tootmisliinid ja mehaanilised seadmed on varem käivitatud ning neil on oluline roll ettevõtete tootmises, vajavad keerukamate laserkeevitusliinide asendamist tohutuid kapitaliinvesteeringuid, mis on tootjatele suur väljakutse. Seetõttu on lasertöötlusseadmed selles etapis koondunud peamiselt mitmesse olulisse tööstussektorisse, kus on suur nõudlus tootmisvõimsuse järele ja ilmne tootmise laienemine. Teiste tööstusharude vajadusi tuleb siiski tõhusamalt ergutada.

(2) Turumahu pidev kasv

Laserkeevitus, laserlõikus ja lasermärgistus moodustavad koos lasermehaanika „kolmiku“. Viimastel aastatel on tänu lasertehnoloogia arengule ja laserite hindade langusele ning laserkeevitusseadmete allavoolu rakendustele tekkinud suur nõudlus uute energiaallikate, liitiumakude, ekraanipaneelide, mobiiltelefonide tarbeelektroonika ja muude valdkondade järele. Laserkeevitusturu kiire tulude kasv on soodustanud ka kodumaise laserkeevitusseadmete turu kiiret kasvu.

Hiina laserkeevitusturu ulatus ja kasvumäär aastatel 2014–2020

(3) Turg on suhteliselt killustunud ja konkurentsimaastik pole veel stabiliseerunud.

Kogu laserkeevitusturu seisukohast on piirkondlike ja allavoolu eraldiseisvate tootmisettevõtete eripärade tõttu tootmissektoris laserkeevitusturul keeruline moodustada suhteliselt kontsentreeritud konkurentsimustrit ning kogu laserkeevitusturg on suhteliselt killustatud. Praegu tegeleb laserkeevitusega üle 300 kodumaise ettevõtte. Peamised laserkeevitusettevõtted on Han's Laser, Huagong Technology jne.

4. Laserkeevituse arengusuundade prognoos

(1) Käeshoitavate laserkeevitussüsteemide valdkond peaks sisenema kiire kasvu perioodi

Tänu kiudlaserite hinna järsule langusele ning kiudülekande ja käeshoitavate keevituspeade tehnoloogia järkjärgulisele küpsemisele on käeshoitavad laserkeevitussüsteemid viimastel aastatel järk-järgult populaarseks muutunud. Mõned ettevõtted on saatnud 200 Taiwani ühikut ja mõned väikeettevõtted suudavad saata ka 20 ühikut kuus. Samal ajal on laserivaldkonna juhtivad ettevõtted, nagu IPG, Han's ja Raycus, turule toonud ka vastavad käeshoitavad lasertooted.

Võrreldes traditsioonilise argoonkaarkeevitusega on käeshoitava laserkeevituse eelised keevituse kvaliteedi, töökindluse, keskkonnakaitse ja ohutuse ning ebakorrapäraste keevitusalade, näiteks kodumasinate, kappide ja liftide kasutuskulude osas ilmsed. Näiteks argoonkaarkeevituse operaatorid kuuluvad minu riigis eripositsioonidele ja vajavad töötamiseks sertifikaati. Praegu on turul oleva küpse keevitaja aastane tööjõukulu vähemalt 80 000 jüaani, samas kui käeshoitava laserkeevituse puhul saab kasutada tavalist keevitajat. Operaatorite aastane tööjõukulu on vaid 50 000 jüaani. Kui käeshoitava laserkeevituse efektiivsus on kaks korda suurem kui argoonkaarkeevituse efektiivsus, saab tööjõukulusid kokku hoida 110 000 jüaani. Lisaks vajab argoonkaarkeevitus pärast keevitamist üldiselt poleerimist, samas kui laserkäeshoitav keevitamine ei vaja peaaegu üldse poleerimist või ainult kerget poleerimist, mis säästab osa poleerimistöötaja tööjõukuludest. Üldiselt on käeshoitava laserkeevitusseadme investeeringu tasuvusaeg umbes 1 aasta. Arvestades praeguse kümnete miljonite argoonkaarkeevituste tarbimist riigis, on käeshoitava laserkeevituse asendusruum väga suur, mistõttu peaks käeshoitav laserkeevitussüsteem kiiresti kasvama.

Käeshoitava laserkeevitussüsteemi eelised

(2) Rakendusvaldkond laieneb jätkuvalt ja laserkeevitus avab uusi arenguvõimalusi

Laserkeevitustehnoloogia on uut tüüpi töötlemistehnoloogia, mis rakendab suunatud energiat kontaktivabaks töötlemiseks. See erineb põhimõtteliselt traditsioonilistest keevitusmeetoditest. Seda saab integreerida paljude teiste tehnoloogiatega ning luua uusi tehnoloogiaid ja tööstusharusid, mis suudavad traditsioonilist keevitamist veelgi rohkemates valdkondades asendada.

Sotsiaalse informatiseerimise kiire arenguga on infotehnoloogiaga seotud mikroelektroonika, samuti arvuti-, side-, tarbeelektroonika integratsioon ja muud tööstusharud õitsele puhkenud ning on asunud komponentide pideva miniaturiseerimise ja integreerimise teele. Selle tööstusharu taustal on mikrokomponentide ettevalmistamine, ühendamine ja pakendamine ning toodete suure täpsuse ja kõrge töökindluse tagamine praegu pakiline probleem, mis tuleb lahendada. Seetõttu on suure tõhususega, suure täpsusega ja vähese kahjustusega keevitustehnoloogiast järk-järgult saamas tänapäevase täiustatud tootmise arengu toetamise asendamatu osa. Viimastel aastatel on laserkeevitus järk-järgult suurenenud peenmikrotöötlemise valdkondades, nagu akud, autod ja tarbeelektroonika, samuti täiustatud tehnoloogiavaldkondade keerukates struktuurides, nagu lennukimootorid, rakettlennukid ja automootorid. Laserkeevitusseadmed on avanud uusi arenguvõimalusi.