Анализ состояния отрасли и конкурентной среды лазерной сварки

Лазерная сварка — это метод обработки, использующий высокую энергию лазера для соединения металлов или других термопластичных материалов. В зависимости от принципов работы и адаптации к различным условиям обработки лазерную сварку можно разделить на пять типов: сварка теплопроводностью, сварка глубоким проплавлением, гибридная сварка, лазерная пайка и лазерная кондуктивная сварка.

Лазерная сварка, являясь новым методом сварки, по сравнению с другими традиционными методами обладает такими преимуществами, как глубокое проплавление, высокая скорость, малая деформация, низкие требования к сварочной среде, высокая плотность мощности и устойчивость к магнитным полям. Лазерная сварка применима не только к токопроводящим материалам, но и не требует работы в вакууме и не генерирует рентгеновское излучение в процессе сварки. Она широко применяется в области высокоточного производства.

Анализ областей применения лазерной сварки

Лазерная сварка обладает такими преимуществами, как высокая точность, чистота и экологичность, возможность обработки различных материалов, высокая эффективность и т.д., а также имеет широкий спектр применения. В настоящее время лазерная сварка широко используется в аккумуляторных батареях, автомобилях, бытовой электронике, оптической связи и других областях.

(1) Аккумуляторная батарея

Существует множество производственных процессов для литий-ионных аккумуляторов и аккумуляторных блоков, включая сварку взрывозащищенных клапанов, сварку выводов, точечную сварку полюсов аккумуляторных батарей, сварку корпусов и крышек аккумуляторных батарей, сварку модулей и блоков. Среди других процессов лазерная сварка является наилучшим методом. Например, лазерная сварка может повысить эффективность сварки и герметичность взрывозащищенных клапанов аккумуляторных батарей. В то же время, благодаря высокому качеству лазерного луча, пятно сварки может быть небольшим и подходит для алюминиевых полос с высокой отражательной способностью, медных полос и узкополосных электродов аккумуляторных батарей. Ленточная сварка обладает уникальными преимуществами.

(2) Автомобиль

Применение лазерной сварки в процессе производства автомобилей в основном включает три типа: лазерную сварку по чертежам заказчиков листов разной толщины; сборочную лазерную сварку узлов и агрегатов кузова; и лазерную сварку автозапчастей.

Лазерная сварка по индивидуальному заказу используется при проектировании и производстве кузовов автомобилей. В соответствии с различными требованиями к конструкции и эксплуатационным характеристикам кузова автомобиля, листы разной толщины, из разных материалов, с разными или одинаковыми характеристиками соединяются в единое целое с помощью лазерной резки и сборки, а затем штампуются в деталь кузова. В настоящее время заготовки, сваренные лазерной сваркой по индивидуальному заказу, широко используются в различных деталях кузова автомобиля, таких как усилительные пластины багажника, внутренние панели багажника, опоры амортизаторов, задние колпаки, внутренние панели боковин, внутренние панели дверей, передний пол, передние продольные балки, бамперы, поперечные балки, колпаки колёс, соединители центральных стоек, центральные стойки и т. д.

Лазерная сварка кузова автомобиля в основном подразделяется на сборочную сварку, сварку боковин и крышек, а также последующую сварку. Применение лазерной сварки в автомобильной промышленности позволяет, с одной стороны, снизить вес автомобиля, улучшить его проходимость и расход топлива, а с другой — улучшить эксплуатационные характеристики изделия. Качество и технологический прогресс.

Использование лазерной сварки при производстве автозапчастей обладает такими преимуществами, как практически полное отсутствие деформации свариваемых деталей, высокая скорость сварки и отсутствие необходимости в послесварочной термообработке. В настоящее время лазерная сварка широко применяется при изготовлении автомобильных деталей, таких как шестерни трансмиссии, толкатели клапанов, дверные петли, приводные валы, рулевые валы, выхлопные трубы двигателей, сцепления, оси турбокомпрессоров и шасси.

(3) Микроэлектронная промышленность

В последние годы, с развитием электронной промышленности в сторону миниатюризации, размеры различных электронных компонентов постоянно уменьшаются, и постепенно проявляются недостатки традиционных методов сварки. Компоненты повреждаются, или качество сварки не соответствует стандартам. В связи с этим лазерная сварка широко применяется в области микроэлектронной обработки, например, при изготовлении корпусов датчиков, интегральных схем и таблеточных батареек, благодаря таким преимуществам, как глубокое проплавление, высокая скорость и малая деформация.

3. Состояние развития рынка лазерной сварки

(1) Уровень проникновения на рынок все еще нуждается в улучшении.

По сравнению с традиционными технологиями обработки, технология лазерной сварки обладает значительными преимуществами, но по-прежнему сталкивается с проблемой недостаточного проникновения в сферу применения в отраслях, перерабатывающих производство. Для традиционных производственных компаний, ввиду более раннего запуска традиционных производственных линий и механического оборудования, а также важной роли в корпоративном производстве, замена более современных линий лазерной сварки означает огромные капиталовложения, что является серьёзной проблемой для производителей. Поэтому на данном этапе лазерное технологическое оборудование в основном сосредоточено в нескольких важных отраслях промышленности с высоким спросом на производственные мощности и очевидным расширением производства. Потребности других отраслей по-прежнему нуждаются в более эффективном стимулировании.

(2) Устойчивый рост размера рынка

Лазерная сварка, лазерная резка и лазерная маркировка вместе составляют «тройку» лазерной механики. В последние годы, благодаря развитию лазерных технологий и снижению цен на лазеры, спрос на них значительно вырос в таких областях, как лазерная сварка, автомобили на новых источниках энергии, литиевые аккумуляторы, дисплейные панели, бытовая электроника для мобильных телефонов и другие. Стремительный рост выручки на рынке лазерной сварки способствовал бурному росту отечественного рынка лазерного сварочного оборудования.

Масштаб и темпы роста рынка лазерной сварки в Китае в 2014–2020 гг.

(3) Рынок относительно фрагментирован, а конкурентная среда еще не стабилизировалась.

С точки зрения всего рынка лазерной сварки, в силу особенностей региональных и низовых производственных компаний, на рынке лазерной сварки в производственном секторе сложно сформировать относительно концентрированную конкурентную среду, и весь рынок лазерной сварки относительно фрагментирован. В настоящее время в Китае насчитывается более 300 компаний, занимающихся лазерной сваркой. К основным компаниям, работающим в этой области, относятся Han's Laser, Huagong Technology и др.

4. Прогноз тенденций развития лазерной сварки

(1) Ожидается, что сектор ручных лазерных сварочных систем вступит в период быстрого роста.

Благодаря резкому снижению стоимости волоконных лазеров и постепенному развитию технологий передачи сигнала по оптоволокну и ручных сварочных головок, ручные лазерные сварочные системы в последние годы постепенно стали пользоваться популярностью. Некоторые компании поставили на Тайвань 200 единиц, а некоторые небольшие компании могут поставлять и 20 единиц в месяц. В то же время ведущие компании в области лазерной техники, такие как IPG, Han's и Raycus, также выпустили аналогичные ручные лазерные системы.

По сравнению с традиционной аргонодуговой сваркой, ручная лазерная сварка имеет очевидные преимущества в качестве сварки, эксплуатации, защите окружающей среды и безопасности, а также стоимости использования в нестандартных сварочных областях, таких как бытовая техника, шкафы и лифты. Если взять стоимость использования в качестве примера, операторы аргонодуговой сварки относятся к особым должностям в моей стране и должны быть сертифицированы для работы. В настоящее время годовая стоимость труда зрелого сварщика на рынке составляет не менее 80 000 юаней, в то время как ручная лазерная сварка может использовать обычные Годовая стоимость труда операторов составляет всего 50 000 юаней. Если эффективность ручной лазерной сварки в два раза выше, чем у аргонодуговой сварки, то стоимость труда может быть сэкономлена на 110 000 юаней. Кроме того, аргонодуговая сварка обычно требует полировки после сварки, в то время как лазерная ручная сварка почти не требует полировки или требует лишь незначительной полировки, что экономит часть стоимости труда полировщика. В целом, срок окупаемости инвестиций в ручное лазерное сварочное оборудование составляет около 1 года. Учитывая текущее потребление в стране десятков миллионов единиц аргонодуговой сварки, потребность в замене ручного лазерного оборудования огромна, что, как ожидается, позволит ручному лазерному сварочному оборудованию вступить в период бурного роста.

Преимущества ручной лазерной сварочной системы

(2) Область применения продолжает расширяться, и лазерная сварка открывает новые возможности для развития.

Технология лазерной сварки — это новый тип обработки, использующий направленную энергию для бесконтактной обработки. Она принципиально отличается от традиционных методов сварки. Она может быть интегрирована со многими другими технологиями и порождает новые технологии и отрасли, которые смогут заменить традиционную сварку во всё большем количестве областей.

С быстрым развитием социальной информатизации, микроэлектроника, связанная с информационными технологиями, а также компьютеры, коммуникации, интеграция потребительской электроники и другие отрасли промышленности бурно развиваются, вступая на путь непрерывной миниатюризации и интеграции компонентов. В рамках этой отрасли, реализация подготовки, соединения и упаковки микрокомпонентов, а также обеспечение высокой точности и высокой надежности продукции в настоящее время являются неотложными проблемами, которые необходимо решить. В результате, высокопроизводительная, высокоточная и малоповреждающая технология сварки постепенно становится неотъемлемой частью поддержки развития современного передового производства. В последние годы лазерная сварка постепенно расширяет свое применение в областях точной микрообработки, таких как силовые аккумуляторы, автомобили и бытовая электроника, а также в высокотехнологичных областях с высокой сложностью конструкции, таких как авиационные двигатели, ракетные самолеты и автомобильные двигатели. Лазерное сварочное оборудование открыло новые возможности для развития.