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激光焊接市場發展狀況及趨勢
激光焊接市場發展狀況及趨勢
時間:2021-11-15 15:25?? 作者:楚天中谷聯創???來源:高維產業咨詢???點擊:


激光焊接是指利用激光的高能量將金屬或其他熱塑性材料接合在一起的一種加工方式。根據工作原理的不同,適配不同的加工場景,激光焊接可分為熱傳導焊、深熔焊、復合焊接、激光釬焊和激光傳導焊接五種。

作為一種新型焊接方式,相比其他傳統焊接方法,激光焊接具有熔深深、速度快、變形小、對焊接環境要求不高、功率密度大、不受磁場的影響、不局限于導電材料、不需要真空的工作條件并且焊接過程中不產生X射線等優勢,被廣泛應用于高端精密制造領域。


激光焊接方式的優點

一、激光焊接應用領域分析

激光焊接具有精確度高、潔凈環保、加工材質類型多樣、效率高等優勢,應用領域廣泛。目前,激光焊接已經在動力電池、汽車、消費電子、光通信等領域取得了廣泛的應用。

1.動力電池

鋰離子電池或電池組的制作工序非常多,而其中有多道工序,如防爆閥密封焊接、極耳焊接、電池極帶點焊、動力電池殼體與蓋板密封焊接、模組及PACK焊接等工序,都以激光焊接為最佳工藝。如采用激光焊接可以提高電池防爆閥焊接的效率以及氣密性;同時由于激光焊接的光束質量好、焊斑能夠做到很小,其在應對高反射率的鋁帶、銅帶以及窄帶電池極帶的焊接有著獨特的優勢。


激光焊接在動力電池的應用

2.汽車

激光焊接在汽車制造工藝中的應用主要包括三大類型:不等厚板的激光拼焊;車身總成與分總成的激光組焊;汽車零部件的激光焊接。

激光拼焊是在車身設計制造中,根據車身不同的設計和性能要求,將不同厚度、不同材質、不同或相同性能的板材通過激光裁剪和拼裝技術連接成一整體,再經沖壓成形為車身某一部件。目前,激光拼焊板,廣泛應用在汽車車身的各個部位上,如行李箱加強板、行李箱內板、減震器支座、后輪罩、側圍內板、門內板、前地板、前縱梁、保險杠、橫梁、輪罩、B柱連接件、中立柱等。

車身的激光焊接主要分總成焊接、側圍與頂蓋的焊接、后續焊,在汽車行業使用激光焊接一方面可以降低汽車的重量,提升汽車機動性能,同時降低油耗;另一方面提升產品的質量和技術先進性。

汽車零部件采用激光焊接具有焊接部位幾乎沒有變形,焊接速度快,而且不需要焊后熱處理等優勢。目前激光焊接廣泛用到變速器齒輪、氣門挺桿、車門鉸鏈、傳動軸、轉向軸、發動機排氣管、離合器、增壓器輪軸及底盤等汽車部件的制造中。

3.微電子行業

近年來,隨著電子產業往微型化的方向發展,各類電子元器件的體積日益變小,原有的焊接方式缺點逐漸顯露,比如在對光敏、熱敏器件或者柔性電板進行加工,會產生元器件損壞,或者焊接效果不達標的情況。在此背景下,激光焊接憑借熔深深、速度快、變形小等優勢在傳感器封裝、集成電子、紐扣電池等微電子加工領域得到了廣泛的應用。

二、激光焊接市場發展狀況

1.市場滲透率仍有待提升

激光焊接技術,相較于傳統的機械加工技術,有著顯著的優勢,但在下游行業應用的推廣中,仍存在滲透率不足的問題。傳統制造業企業,由于傳統的生產線與機械器材投放時間較早,且對企業生產起重要的作用,更換較為先進的激光焊接生產線意味著巨大的資金投入,對制造業廠商是一個不小的挑戰。故現階段激光加工設備主要集中在產能需求旺盛、生產擴張明顯的幾個重要行業領域,如近年來國家大力支持的新能源汽車及動力電池領域,全球范圍內消費電子熱潮帶動的相關零部件加工領域等,其余行業的需求,仍需要更有效地激發。

2.市場規模穩定增長

激光焊接與激光切割、激光打標共同構成激光技工技術的“三駕馬車”。近年來,受益于激光技術進步和激光器價格下降,同時激光焊接設備下游應用的新能源汽車、鋰電池、顯示面板,手機消費電子等領域需求旺盛,大族激光、華工科技、迅雷激光、聯贏激光、逸飛激光等在激光焊接市場如沐春風,營收規模高速增長,推動了國內激光焊接設備市場規??焖僭鲩L。根據《2021中國激光產業發展報告》數據顯示,2020年中國激光焊接的市場規模達110.5億元,同比2019年增長9.1%。


2014-2020年中國激光焊接市場規模及增速

3.市場較為分散,競爭格局尚未穩定

從整個激光焊接市場來看,由于區域性和下游離散型制造企業的特點,制造業領域的激光焊接市場難以形成較為集中的競爭格局,整個激光焊接市場較為分散。目前國內從事激光焊接的企業數量超過300余家,主要激光焊接企業有大族激光、華工科技、聯贏激光、楚天激光等。


激光焊接市場主要參與企業情況

三、激光焊接發展趨勢預測

1.手持激光焊接系統賽道有望進入高速增長期

得益于光纖激光器成本大幅下降,以及光纖傳輸、手持焊接頭的技術逐漸成熟,手持激光焊接系統于近年來逐漸“走紅”,部分企業手持激光焊接系統高峰期一個月的出貨量已經達到200臺,而一些小企業也能做到每月出貨20臺。與此同時,IPG、大族、銳科等激光領域龍頭企業也相繼推出了相應手持激光產品。

相比傳統氬弧焊接方式,在家電、櫥柜、電梯等不規則焊接領域手持激光焊在焊接質量、使用操作、環保安全、使用成本等方面具有明顯的優勢。以使用成本為例,氬弧焊操作人員屬于我國的特種崗位工作人員,需要持證上崗,目前市場上1個成熟焊工的年人工成本不低于8萬元,而手持激光焊則可使用普通的操作工,一年人工成本僅5萬元,按手持激光焊效率是氬弧焊1倍計算,可節省人工成本11萬元。且氬弧焊一般焊后都需要打磨處理,而激光手持焊焊后幾乎不需要打磨,或者是只需要輕微打磨,這樣又節省一部分打磨工的人力成本。綜合來看,手持激光焊機設備的投資回收期在1年左右。以目前全國氬弧焊成百上千萬的用量,手持激光焊的替代空間非常巨大,這將使得手持激光焊接系統有望迎來高速增長期。


手持激光焊接系統優點

2.應用領域不斷拓展,激光焊接迎來新的發展機遇

激光焊接技術是一種應用定向能量進行非接觸加工的新型加工技術,與傳統焊接方式有本質區別,可與其他眾多技術融合、孕育出新興技術和產業,這將能夠在更多領域替代傳統焊接。

隨著社會信息化的高速推進,與信息技術相關的微電子以及計算機、通信、消費電子一體化等行業蓬勃發展,并走上元器件不斷微型化、集成化的道路。在這個行業背景下,實現微型元器件的制備、連接、封裝,并保證產品的高精度、高可靠性是當前急需攻克的難題。由此,高效、高精度、低損傷的焊接技術正逐漸成為支持當代先進制造業發展不可或缺的一環。近年來,激光焊接在動力電池、汽車、消費電子等精細微加工領域和航空發動機、火箭飛行器、汽車發動機等零部件結構高度復雜的尖端科技領域的應用逐漸增多,激光焊接設備迎來了新的發展機遇。

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