A lézerhegesztés iparági helyzetének és versenykörnyezetének elemzése

A lézerhegesztés egy olyan feldolgozási módszer, amely nagy lézerenergiát használ fémek vagy más hőre lágyuló anyagok összekapcsolására. A különböző működési elvek és a különböző feldolgozási forgatókönyvekhez való alkalmazkodás szerint a lézerhegesztés öt típusra osztható: hővezető hegesztés, mélypenetrációs hegesztés, hibrid hegesztés, lézeres forrasztás és lézeres vezető hegesztés.

Új típusú hegesztési eljárásként a lézerhegesztés a hagyományos hegesztési eljárásokkal összehasonlítva mély behatolást, gyorsaságot, kis deformációt, alacsony hegesztési környezeti követelményeket, nagy teljesítménysűrűséget és a mágneses mezőktől való függetlenséget kínál. Nem korlátozódik vezetőképes anyagokra, nem igényel vákuumos munkakörülményeket, és a hegesztési folyamat során nem keletkezik röntgensugárzás. Széles körben használják a csúcskategóriás precíziós gyártás területén.

Lézerhegesztés alkalmazási területeinek elemzése

A lézerhegesztés előnyei közé tartozik a nagy pontosság, a tisztaság és a környezetvédelem, a különféle feldolgozási anyagok, a nagy hatékonyság stb., és széles körű alkalmazási lehetőségekkel rendelkezik. Jelenleg a lézerhegesztést széles körben alkalmazzák akkumulátorokban, autókban, szórakoztató elektronikában, optikai kommunikációban és más területeken.

(1) Akkumulátor tápellátása

Számos gyártási eljárás létezik lítium-ion akkumulátorok vagy akkumulátorcsomagok gyártásához, például robbanásbiztos szeleptömítő hegesztés, fülhegesztés, akkumulátorpólus-ponthegesztés, akkumulátorhéj és fedéltömítő hegesztés, modul- és PACK-hegesztés. Más eljárásokban a lézerhegesztés a legjobb eljárás. Például a lézerhegesztés javíthatja az akkumulátor robbanásbiztos szelepének hegesztési hatékonyságát és légmentességét; ugyanakkor, mivel a lézerhegesztés nyalábminősége jó, a hegesztési pont kicsire alakítható, és alkalmas nagy fényvisszaverő képességű alumíniumszalagok, rézszalagok és keskeny sávú akkumulátorelektródák hegesztésére. A szalaghegesztés egyedi előnyökkel jár.

(2) Gépjármű

A lézerhegesztés alkalmazása az autógyártási folyamatban főként három típust foglal magában: egyenlőtlen vastagságú lemezek lézeres szabáshegesztését; karosszériaelemek és részegységek lézeres összeszerelési hegesztését; valamint autóalkatrészek lézeres hegesztését.

A lézeres szabáshegesztés az autó karosszériájának tervezésében és gyártásában alkalmazott technika. Az autó karosszériájának eltérő tervezési és teljesítménykövetelményei szerint a különböző vastagságú, különböző anyagokból készült, eltérő vagy azonos teljesítményű lemezeket lézervágási és összeszerelési technológiával egyetlen egésszé kötik össze, majd karosszériaelemmé sajtolják. Jelenleg a lézeres szabáshegesztéssel készült lemezeket széles körben alkalmazzák az autó karosszériájának különböző részein, például csomagtér-erősítő lemezben, csomagtér belső paneljében, lengéscsillapító tartóban, hátsó kerékborításban, oldalfal belső paneljében, ajtó belső paneljében, első padlólemezben, első hosszanti gerendákban, lökhárítókban, keresztgerendákban, kerékborításokban, B-oszlop csatlakozókban, középső oszlopokban stb.

A karosszéria lézerhegesztése főként összeszerelő hegesztésre, oldalfal- és felső burkolathegesztésre, valamint az azt követő hegesztésre oszlik. A lézerhegesztés alkalmazása az autóiparban egyrészt csökkentheti az autó súlyát, javíthatja az autó mobilitását és csökkentheti az üzemanyag-fogyasztást; másrészt javíthatja a termék teljesítményét. Minőség és technológiai fejlődés.

Az autóalkatrészek lézerhegesztésének előnyei közé tartozik a hegesztett alkatrész szinte deformációmentessége, a gyors hegesztési sebesség, és a hegesztés utáni hőkezelés hiánya. Jelenleg a lézerhegesztést széles körben alkalmazzák autóalkatrészek, például sebességváltó fogaskerekek, szelepemelők, ajtózsanérok, kardántengelyek, kormánytengelyek, kipufogócsövek, kuplungok, turbófeltöltő tengelyek és alvázak gyártásában.

(3) Mikroelektronikai ipar

Az elektronikai ipar miniatürizálási irányába történő fejlődésével az utóbbi években a különféle elektronikus alkatrészek mennyisége egyre kisebb lett, és az eredeti hegesztési módszerek hiányosságai fokozatosan megjelentek. Az alkatrészek megsérülnek, vagy a hegesztési hatás nem felel meg a szabványnak. Ebben az összefüggésben a lézerhegesztést széles körben alkalmazzák a mikroelektronikai feldolgozás területén, például az érzékelőcsomagolásokban, az integrált elektronikában és a gombelemekben, olyan előnyei miatt, mint a mély behatolás, a gyorsaság és a kis deformáció.

3. A lézerhegesztés piacának fejlődési állapota

(1) A piaci penetrációs arányt még javítani kell

A hagyományos megmunkálási technológiával összehasonlítva a lézerhegesztés jelentős előnyökkel rendelkezik, de továbbra is problémát jelent az elégtelen penetrációs arány a downstream iparágakban történő alkalmazások előmozdításában. A hagyományos gyártóvállalatok számára a hagyományos gyártósorok és gépi berendezések korábbi bevezetése, valamint a vállalati termelésben betöltött fontos szerep miatt a fejlettebb lézerhegesztő gyártósorok lecserélése hatalmas tőkebefektetést jelent, ami nagy kihívást jelent a gyártók számára. Ezért a lézeres megmunkáló berendezések ebben a szakaszban főként számos fontos iparágban koncentrálódnak, ahol erős a termelési kapacitás iránti kereslet és a termelés egyértelmű bővülése. Más iparágak igényeit továbbra is hatékonyabban kell ösztönözni.

(2) A piac méretének folyamatos növekedése

A lézerhegesztés, a lézervágás és a lézerjelölés együttesen alkotják a lézermechanika „trojkáját”. Az elmúlt években a lézertechnológia fejlődésének és a lézerárak csökkenésének, valamint a lézerhegesztő berendezések későbbi alkalmazásainak köszönhetően nagy a kereslet az új energiahordozókkal működő járművek, a lítium akkumulátorok, a kijelzőpanelek, a mobiltelefon-fogyasztási elektronikai cikkek és más területek iránt. A lézerhegesztés piacának gyors bevételnövekedése elősegítette a hazai lézerhegesztő berendezések piacának gyors növekedését.

2014-2020 Kína lézerhegesztési piacának mérete és növekedési üteme

(3) A piac viszonylag széttagolt, és a versenyhelyzet még nem stabilizálódott.

A teljes lézerhegesztés piacának szempontjából a regionális és a downstream diszkrét gyártóvállalatok sajátosságai miatt a feldolgozóipar lézerhegesztés piaca nehezen tud viszonylag koncentrált versenymintát kialakítani, és a teljes lézerhegesztés piaca viszonylag széttagolt. Jelenleg több mint 300 hazai vállalat foglalkozik lézerhegesztéssel. A főbb lézerhegesztő vállalatok közé tartozik a Han's Laser, a Huagong Technology stb.

4. A lézerhegesztés fejlődési trendjének előrejelzése

(1) A kézi lézerhegesztő rendszerek piaca várhatóan gyors növekedési időszakba lép

A szálas lézerek költségeinek meredek csökkenésének, valamint a szálas átviteli és kézi hegesztőfej-technológia fokozatos fejlődésének köszönhetően a kézi lézeres hegesztőrendszerek az elmúlt években fokozatosan népszerűvé váltak. Egyes vállalatok 200 darabot szállítottak Taiwanba, és néhány kisebb vállalat havi 20 darabot is tud szállítani. Ugyanakkor a lézeripar vezető vállalatai, mint például az IPG, a Han's és a Raycus, szintén piacra dobtak hasonló kézi lézertermékeket.

A hagyományos argon ívhegesztéssel összehasonlítva a kézi lézerhegesztésnek nyilvánvaló előnyei vannak a hegesztés minősége, a működés, a környezetvédelem és a biztonság, valamint a felhasználási költségek tekintetében olyan szabálytalan hegesztési területeken, mint a háztartási gépek, szekrények és liftek. Példaként említve a felhasználási költségeket, az argon ívhegesztő gépkezelők speciális pozíciókat töltenek be hazánkban, és munkavégzésükhöz képesítésre van szükség. Jelenleg egy kiforrott hegesztő éves munkaköltsége a piacon legalább 80 000 jüan, míg a kézi lézerhegesztésnél a hagyományos hegesztőgépek is használhatók. A gépkezelők éves munkaköltsége mindössze 50 000 jüan. Ha a kézi lézerhegesztés hatékonysága kétszerese az argon ívhegesztéshez képest, a munkaköltség akár 110 000 jüannal is megtakarítható. Ezenkívül az argon ívhegesztés általában polírozást igényel hegesztés után, míg a lézeres kézi hegesztés szinte semmilyen polírozást nem igényel, vagy csak kis polírozást, ami a polírozó munkavállaló munkaköltségének egy részét megtakarítja. Összességében a kézi lézerhegesztő berendezések megtérülési ideje körülbelül 1 év. Az országban jelenleg több tízmillió argon ívhegesztést használnak, így a kézi lézerhegesztés pótlására szolgáló terület hatalmas, ami várhatóan a kézi lézerhegesztő rendszer gyors növekedésének időszakát fogja eredményezni.

A kézi lézeres hegesztőrendszer előnyei

(2) Az alkalmazási terület folyamatosan bővül, és a lézerhegesztés új fejlesztési lehetőségeket nyit meg.

A lézerhegesztési technológia egy új típusú feldolgozási technológia, amely irányított energiát alkalmaz érintésmentes feldolgozáshoz. Alapvetően eltér a hagyományos hegesztési módszerektől. Számos más technológiával integrálható, és új technológiákat és iparágakat eredményezhet, amelyek több területen is képesek lesznek a hagyományos hegesztést felváltani.

A társadalmi informatizáció gyors fejlődésével az információtechnológiához kapcsolódó mikroelektronika, valamint a számítógépek, a kommunikáció, a szórakoztatóelektronikai integráció és más iparágak fellendülésben vannak, és az alkatrészek folyamatos miniatürizálásának és integrációjának útjára lépnek. Ezen iparág hátterében a mikrokomponensek előkészítése, csatlakoztatása és csomagolása, valamint a termékek nagy pontosságának és megbízhatóságának biztosítása jelenleg sürgető probléma, amelyet meg kell oldani. Ennek eredményeként a nagy hatékonyságú, nagy pontosságú, kis károsodású hegesztési technológia fokozatosan nélkülözhetetlen részévé válik a kortárs fejlett gyártás fejlődésének támogatásában. Az elmúlt években a lézerhegesztés fokozatosan elterjedt a finom mikromegmunkálás területén, például az akkumulátorokban, az autókban és a szórakoztatóelektronikában, valamint a fejlett technológiai területek nagy komplexitású szerkezetében, mint például a repülőgépmotorok, rakétarepülőgépek és autómotorok. A lézerhegesztő berendezések új fejlesztési lehetőségeket nyitottak meg.