Analiza stării industriei și a peisajului competitiv al sudării cu laser

Sudarea cu laser se referă la o metodă de procesare care utilizează energia ridicată a laserului pentru a îmbina metale sau alte materiale termoplastice. Conform diferitelor principii de funcționare și adaptării la diferite scenarii de procesare, sudarea cu laser poate fi împărțită în cinci tipuri: sudare prin conducție termică, sudare prin penetrare profundă, sudare hibridă, lipire cu laser și sudare prin conducție laser.

Ca un nou tip de metodă de sudare, în comparație cu alte metode tradiționale de sudare, sudarea cu laser are avantajele penetrării profunde, vitezei mari, deformării mici, cerințelor reduse pentru mediul de sudare, densității mari de putere și neafectării câmpurilor magnetice. Nu se limitează la materiale conductive, nu necesită condiții de lucru în vid și nu produce raze X în timpul procesului de sudare. Este utilizată pe scară largă în domeniul fabricației de precizie de înaltă calitate.

Analiza domeniilor de aplicare a sudării cu laser

Sudarea cu laser are avantajele preciziei ridicate, curățeniei și protecției mediului, diverselor tipuri de materiale de prelucrare, eficienței ridicate etc. și are o gamă largă de aplicații. În prezent, sudarea cu laser este utilizată pe scară largă în baterii electrice, automobile, electronice de larg consum, comunicații optice și alte domenii.

(1) Baterie de alimentare

Există numeroase procese de fabricație pentru bateriile sau pachetele de baterii litiu-ion, cum ar fi sudarea cu etanșare a supapelor antiexplozie, sudarea cu cleme, sudarea în puncte a polului bateriei, sudarea cu etanșare a carcasei și capacului bateriei de putere, sudarea modulelor și a PACK-urilor. În alte procese, sudarea cu laser este cel mai bun proces. De exemplu, sudarea cu laser poate îmbunătăți eficiența sudării și etanșeitatea supapei antiexplozie a bateriei; în același timp, deoarece calitatea fasciculului sudării cu laser este bună, punctul de sudură poate fi redus, fiind potrivit pentru benzi de aluminiu cu reflectivitate ridicată, benzi de cupru și electrozi de baterie cu bandă îngustă. Sudarea cu bandă are avantaje unice.

(2) Automobil

Aplicarea sudării cu laser în procesul de fabricație a automobilelor include în principal trei tipuri: sudarea cu laser a plăcilor de grosime inegală; sudarea cu laser a ansamblurilor și subansamblurilor caroseriei; și sudarea cu laser a pieselor auto.

Sudarea cu laser la comandă se utilizează în proiectarea și fabricarea caroseriei mașinii. În funcție de cerințele de proiectare și performanță ale caroseriei, plăci de diferite grosimi, materiale diferite, performanțe diferite sau identice sunt conectate într-un întreg prin tehnologia de tăiere și asamblare cu laser, apoi ștanțate într-o piesă de caroserie. În prezent, semifabricatele sudate cu laser la comandă sunt utilizate pe scară largă în diverse părți ale caroseriei mașinii, cum ar fi placa de ranforsare a portbagajului, panoul interior al portbagajului, suportul amortizorului, capacul roții spate, panoul interior al peretelui lateral, panoul interior al ușii, podeaua față, traversele longitudinale față, barele de protecție, traversele transversale, capacele roților, conectorii montanților B, montanții centrali etc.

Sudarea cu laser a caroseriei auto este împărțită în principal în sudarea ansamblului, sudarea pereților laterali și a capacului superior și sudarea ulterioară. Utilizarea sudării cu laser în industria auto poate reduce greutatea mașinii, pe de o parte, poate îmbunătăți mobilitatea mașinii și poate reduce consumul de combustibil; pe de altă parte, poate îmbunătăți performanța produsului. Calitatea și progresul tehnologic.

Utilizarea sudării cu laser pentru piese auto are avantajele că nu se produce aproape nicio deformare la nivelul piesei sudate, are o viteză mare de sudare și nu necesită tratament termic post-sudură. În prezent, sudarea cu laser este utilizată pe scară largă în fabricarea de piese auto, cum ar fi angrenaje de transmisie, supape de ridicare, balamale de uși, arbori de transmisie, arbori de direcție, țevi de eșapament pentru motoare, ambreiaje, punți de turbocompresor și șasiuri.

(3) Industria microelectronică

În ultimii ani, odată cu dezvoltarea industriei electronice în direcția miniaturizării, volumul diferitelor componente electronice a devenit din ce în ce mai mic, iar deficiențele metodelor originale de sudare au apărut treptat. Componentele sunt deteriorate sau efectul de sudare nu este la nivelul standardelor. În acest context, sudarea cu laser a fost utilizată pe scară largă în domeniul procesării microelectronice, cum ar fi ambalarea senzorilor, electronica integrată și bateriile buton, datorită avantajelor sale, cum ar fi penetrarea profundă, viteza mare și deformarea mică.

3. Stadiul de dezvoltare al pieței de sudură cu laser

(1) Rata de penetrare a pieței trebuie încă îmbunătățită

Comparativ cu tehnologia tradițională de prelucrare, tehnologia de sudare cu laser are avantaje semnificative, dar se confruntă în continuare cu problema ratei de penetrare insuficiente în promovarea aplicațiilor în industriile din aval. Companiile tradiționale de producție, datorită lansării mai timpurii a liniilor de producție tradiționale și a echipamentelor mecanice, precum și a rolului important în producția corporativă, înlocuirea liniilor de producție de sudare cu laser mai avansate înseamnă investiții uriașe de capital, ceea ce reprezintă o mare provocare pentru producători. Prin urmare, echipamentele de prelucrare cu laser, în această etapă, sunt concentrate în principal în mai multe sectoare industriale importante, cu o cerere puternică de capacitate de producție și o expansiune evidentă a producției. Nevoile altor industrii trebuie încă stimulate mai eficient.

(2) Creștere constantă a dimensiunii pieței

Sudarea cu laser, tăierea cu laser și marcarea cu laser constituie împreună „troica” mecanicii laser. În ultimii ani, beneficiind de avansul tehnologiei laser și de scăderea prețurilor laserelor, aplicațiile din aval ale echipamentelor de sudare cu laser, vehiculele cu energie nouă, bateriile cu litiu, panourile de afișare, electronicele de larg consum pentru telefoanele mobile și alte domenii au cunoscut o cerere puternică. Creșterea rapidă a veniturilor pe piața sudării cu laser a promovat creșterea rapidă a pieței interne a echipamentelor de sudare cu laser.

Amploarea și rata de creștere a pieței sudării cu laser din China, 2014-2020

(3) Piața este relativ fragmentată, iar peisajul concurențial nu s-a stabilizat încă

Din perspectiva întregii piețe de sudură cu laser, datorită caracteristicilor companiilor de producție discrete regionale și din aval, este dificil pentru piața sudării cu laser din sectorul de producție să formeze un model de concurență relativ concentrat, iar întreaga piață a sudării cu laser este relativ fragmentată. În prezent, există peste 300 de companii autohtone implicate în sudarea cu laser. Principalele companii de sudură cu laser includ Han's Laser, Huagong Technology etc.

4. Previziunile privind tendințele de dezvoltare ale sudării cu laser

(1) Se așteaptă ca segmentul de sistem de sudare cu laser portabil să intre într-o perioadă de creștere rapidă

Datorită scăderii accentuate a costului laserelor cu fibră și maturizării treptate a tehnologiei de transmisie cu fibră și a capetelor de sudare portabile, sistemele de sudare cu laser portabile au devenit treptat populare în ultimii ani. Unele companii au livrat 200 de unități în Taiwan, iar unele companii mici pot livra chiar și 20 de unități pe lună. În același timp, companii de top din domeniul laserelor, cum ar fi IPG, Han's și Raycus, au lansat și ele produse laser portabile corespunzătoare.

Comparativ cu sudarea tradițională cu arc cu argon, sudarea cu laser portabilă are avantaje evidente în ceea ce privește calitatea sudării, funcționarea, protecția mediului și siguranța, precum și costul de utilizare în domenii de sudură neregulate, cum ar fi electrocasnicele, dulapurile și ascensoarele. Luând ca exemplu costul de utilizare, operatorii de sudură cu arc cu argon ocupă poziții speciale în țara mea și trebuie să fie certificați pentru a lucra. În prezent, costul anual al forței de muncă pentru un sudor experimentat pe piață nu este mai mic de 80.000 de yuani, în timp ce sudarea cu laser portabilă poate utiliza echipamente obișnuite. Costul anual al forței de muncă pentru operatori este de doar 50.000 de yuani. Dacă eficiența sudării cu laser portabile este dublă față de cea a sudării cu arc cu argon, costul forței de muncă poate fi economisit cu 110.000 de yuani. În plus, sudarea cu arc cu argon necesită, în general, lustruire după sudare, în timp ce sudarea manuală cu laser necesită aproape deloc lustruire sau doar o lustruire ușoară, ceea ce economisește o parte din costul forței de muncă pentru lucrătorul de lustruire. În general, perioada de amortizare a investiției în echipamentele portabile de sudură cu laser este de aproximativ 1 an. Având în vedere consumul actual de zeci de milioane de aparate de sudură cu arc de argon în țară, spațiul de înlocuire pentru sudarea cu laser manuală este foarte mare, ceea ce va face ca sistemul de sudare cu laser manual să fie de așteptat să inaugureze o perioadă de creștere rapidă.

Avantajele sistemului portabil de sudare cu laser

(2) Domeniul de aplicare continuă să se extindă, iar sudarea cu laser deschide noi oportunități de dezvoltare

Tehnologia de sudare cu laser este un nou tip de tehnologie de procesare care aplică energie direcțională pentru procesare fără contact. Este fundamental diferită de metodele tradiționale de sudare. Poate fi integrată cu multe alte tehnologii și poate genera tehnologii și industrii emergente, care vor putea înlocui sudarea tradițională în mai multe domenii.

Odată cu avansul rapid al informatizării sociale, microelectronica legată de tehnologia informației, precum și computerele, comunicațiile, integrarea electronicelor de larg consum și alte industrii sunt în plină expansiune și se angajează pe calea miniaturizării și integrării continue a componentelor. În contextul acestei industrii, realizarea preparării, conectării și ambalării microcomponentelor, precum și asigurarea preciziei ridicate și a fiabilității ridicate a produselor sunt în prezent probleme urgente care trebuie depășite. Drept urmare, tehnologia de sudare de înaltă eficiență, precizie și cu daune reduse devine treptat o parte indispensabilă a susținerii dezvoltării producției avansate contemporane. În ultimii ani, sudarea cu laser a crescut treptat în domeniile microprelucrarii fine, cum ar fi bateriile electrice, automobilele și electronicele de larg consum, precum și în structurile de înaltă complexitate ale domeniilor tehnologice avansate, cum ar fi motoarele de aviație, aeronavele rachetă și motoarele de automobile. Echipamentele de sudare cu laser au deschis noi oportunități de dezvoltare.