تحليل حالة الصناعة والمنافسة في مجال اللحام بالليزر

يشير اللحام بالليزر إلى طريقة معالجة تستخدم طاقة الليزر العالية لربط المعادن أو غيرها من المواد البلاستيكية الحرارية. ووفقًا لمبادئ العمل المختلفة والتكيف مع سيناريوهات المعالجة المختلفة، يمكن تقسيم اللحام بالليزر إلى خمسة أنواع: اللحام بالتوصيل الحراري، واللحام بالاختراق العميق، واللحام الهجين، واللحام بالليزر، واللحام بالتوصيل بالليزر.

كطريقة لحام جديدة، مقارنةً بطرق اللحام التقليدية الأخرى، يتميز اللحام بالليزر باختراق عميق، وسرعة عالية، وتشوه منخفض، ومتطلبات منخفضة لبيئة اللحام، وكثافة طاقة عالية، وعدم تأثره بالمجالات المغناطيسية. ولا يقتصر استخدامه على المواد الموصلة، ولا يتطلب ظروف عمل فراغية، ولا يُنتج أشعة سينية أثناء عملية اللحام. ويُستخدم على نطاق واسع في مجال التصنيع الدقيق عالي الجودة.

تحليل مجالات تطبيق اللحام بالليزر

يتميز اللحام بالليزر بمزايا الدقة العالية، والنظافة، والحماية البيئية، ومعالجة أنواع مختلفة من المواد، والكفاءة العالية، وغيرها، وله تطبيقات واسعة. حاليًا، يُستخدم اللحام بالليزر على نطاق واسع في بطاريات الطاقة، والسيارات، والإلكترونيات الاستهلاكية، والاتصالات البصرية، وغيرها من المجالات.

(1) بطارية الطاقة

هناك العديد من عمليات تصنيع بطاريات أيون الليثيوم أو حزم البطاريات، مثل لحام صمام الأمان المقاوم للانفجار، ولحام علامات التبويب، ولحام نقطة قطب البطارية، ولحام ختم غلاف وغطاء بطارية الطاقة، ولحام الوحدة والحزمة. في عمليات أخرى، يُعد اللحام بالليزر هو الأفضل. على سبيل المثال، يُمكن للحام بالليزر تحسين كفاءة اللحام وإحكام صمام الأمان المقاوم للانفجار للبطارية؛ وفي الوقت نفسه، بفضل جودة شعاع اللحام بالليزر، يُمكن تصغير نقطة اللحام، وهي مناسبة لشرائط الألومنيوم عالية الانعكاس، وشرائط النحاس، وأقطاب البطارية ضيقة النطاق. يتميز اللحام بالحزام بمزايا فريدة.

(2) السيارات

يتضمن تطبيق اللحام بالليزر في عملية تصنيع السيارات بشكل أساسي ثلاثة أنواع: اللحام بالليزر للألواح ذات السُمك غير المتساوي؛ واللحام بالليزر لتجميعات الهيكل والتجمعات الفرعية؛ واللحام بالليزر لأجزاء السيارة.

يُستخدم اللحام بالليزر في تصميم وتصنيع هياكل السيارات. ووفقًا لمتطلبات التصميم والأداء المختلفة لهيكل السيارة، تُربط ألواح ذات سماكات ومواد مختلفة وأداء متماثل أو مختلف في وحدة واحدة باستخدام تقنية القطع والتجميع بالليزر، ثم تُختم في أجزاء الهيكل. حاليًا، تُستخدم الفراغات الملحومة بالليزر على نطاق واسع في أجزاء مختلفة من هيكل السيارة، مثل لوحة تقوية صندوق الأمتعة، واللوحة الداخلية لصندوق الأمتعة، ودعامة ممتص الصدمات، وغطاء العجلة الخلفية، واللوحة الداخلية للجدار الجانبي، واللوحة الداخلية للباب، والأرضية الأمامية، والعوارض الطولية الأمامية، والمصدات، والعوارض المتقاطعة، وأغطية العجلات، وموصلات الأعمدة B، والأعمدة المركزية، وغيرها.

ينقسم لحام هيكل السيارة بالليزر بشكل رئيسي إلى لحام التجميع، ولحام الجدار الجانبي والغطاء العلوي، واللحام اللاحق. يُسهم استخدام اللحام بالليزر في صناعة السيارات في تخفيف وزن السيارة، وتحسين حركتها، وتقليل استهلاك الوقود، كما يُحسّن أداء المنتج. الجودة والتقدم التكنولوجي.

يتميز استخدام اللحام بالليزر في قطع غيار السيارات بانخفاض تشوهها بشكل كبير، وسرعة اللحام العالية، وعدم الحاجة إلى المعالجة الحرارية بعد اللحام. ويُستخدم اللحام بالليزر حاليًا على نطاق واسع في تصنيع قطع غيار السيارات، مثل تروس ناقل الحركة، ورافعات الصمامات، ومفصلات الأبواب، وأعمدة القيادة، وأعمدة التوجيه، وأنابيب عادم المحرك، والقوابض، ومحاور الشاحن التوربيني، والشاسيه.

(3) صناعة الإلكترونيات الدقيقة

في السنوات الأخيرة، ومع تطور صناعة الإلكترونيات نحو التصغير، تقلص حجم المكونات الإلكترونية المختلفة بشكل متزايد، وظهرت تدريجيًا عيوب في طرق اللحام التقليدية، مثل تلف المكونات أو عدم مطابقة نتائج اللحام للمواصفات. في هذا السياق، استُخدم اللحام بالليزر على نطاق واسع في مجال معالجة الإلكترونيات الدقيقة، مثل تغليف المستشعرات، والإلكترونيات المتكاملة، وبطاريات الأزرار، لما يتميز به من قدرة اختراق عميقة، وسرعة عالية، وتشوه بسيط.

3. حالة تطور سوق اللحام بالليزر

(1) لا يزال معدل اختراق السوق بحاجة إلى التحسين

بالمقارنة مع تقنيات التشغيل التقليدية، تتميز تقنية اللحام بالليزر بمزايا كبيرة، إلا أنها لا تزال تعاني من ضعف انتشارها في الصناعات التحويلية. فنظرًا لإطلاق شركات التصنيع التقليدية خطوط الإنتاج والمعدات الميكانيكية التقليدية في وقت مبكر، ودورها المهم في إنتاج الشركات، فإن استبدال خطوط إنتاج اللحام بالليزر الأكثر تقدمًا يتطلب استثمارات رأسمالية ضخمة، مما يُمثل تحديًا كبيرًا للمصنعين. لذلك، تتركز معدات معالجة الليزر في هذه المرحلة بشكل رئيسي في العديد من القطاعات الصناعية المهمة ذات الطلب القوي على الطاقة الإنتاجية والتوسع الملحوظ في الإنتاج. ولا تزال احتياجات الصناعات الأخرى بحاجة إلى تحفيز أكثر فعالية.

(2) النمو المطرد في حجم السوق

يُشكّل اللحام والقطع والوسم بالليزر معًا "المحور" لميكانيكا الليزر. في السنوات الأخيرة، استفادت التطبيقات اللاحقة لمعدات اللحام بالليزر، ومركبات الطاقة الجديدة، وبطاريات الليثيوم، وشاشات العرض، والإلكترونيات الاستهلاكية للهواتف المحمولة، وغيرها من المجالات من تطور تكنولوجيا الليزر وانخفاض أسعارها، مما زاد الطلب عليها. وقد ساهم النمو السريع في إيرادات سوق اللحام بالليزر في نمو سوق معدات اللحام بالليزر المحلي بشكل كبير.

حجم ومعدل نمو سوق اللحام بالليزر في الصين 2014-2020

(3) السوق مجزأة نسبيًا، ولم يستقر المشهد التنافسي بعد

من منظور سوق اللحام بالليزر ككل، ونظرًا لخصائص شركات التصنيع المنفصلة الإقليمية واللاحقة، يصعب على سوق اللحام بالليزر في قطاع التصنيع تشكيل نمط تنافسي مركز نسبيًا، كما أن سوق اللحام بالليزر بأكمله مجزأ نسبيًا. حاليًا، يوجد أكثر من 300 شركة محلية تعمل في مجال اللحام بالليزر. من أبرز شركات اللحام بالليزر: هان ليزر، وهواغونغ تكنولوجي، وغيرها.

4. توقعات اتجاه تطوير اللحام بالليزر

(1) من المتوقع أن يدخل مسار نظام اللحام بالليزر المحمول فترة من النمو السريع

بفضل الانخفاض الحاد في تكلفة ليزرات الألياف، والتطور التدريجي لتكنولوجيا نقل الألياف ورؤوس اللحام اليدوية، ازدادت شعبية أنظمة اللحام بالليزر اليدوية تدريجيًا في السنوات الأخيرة. وقد شحنت بعض الشركات 200 وحدة تايوانية، بينما تستطيع بعض الشركات الصغيرة شحن 20 وحدة شهريًا. في الوقت نفسه، أطلقت شركات رائدة في مجال الليزر، مثل IPG وHan's وRaycus، منتجات ليزر يدوية مماثلة.

بالمقارنة مع لحام قوس الأرجون التقليدي، يتميز لحام الليزر المحمول بمزايا واضحة في جودة اللحام والتشغيل وحماية البيئة والسلامة وتكلفة الاستخدام في مجالات اللحام غير المنتظمة مثل الأجهزة المنزلية والخزائن والمصاعد. على سبيل المثال، ينتمي مشغلو لحام قوس الأرجون إلى مناصب خاصة في بلدي ويحتاجون إلى الحصول على شهادة للعمل. في الوقت الحاضر، لا تقل تكلفة العمالة السنوية للحام الناضج في السوق عن 80000 يوان، بينما يمكن لحام الليزر المحمول استخدام اللحام العادي. تبلغ تكلفة العمالة السنوية للمشغلين 50000 يوان فقط. إذا كانت كفاءة لحام الليزر المحمول ضعف كفاءة لحام قوس الأرجون، فيمكن توفير تكلفة العمالة بمقدار 110000 يوان. بالإضافة إلى ذلك، يتطلب لحام قوس الأرجون عمومًا تلميعًا بعد اللحام، بينما لا يتطلب لحام الليزر المحمول أي تلميع تقريبًا، أو تلميعًا طفيفًا فقط، مما يوفر جزءًا من تكلفة العمالة لعامل التلميع. بشكل عام، تبلغ فترة استرداد الاستثمار لمعدات لحام الليزر المحمولة حوالي عام واحد. مع الاستهلاك الحالي لعشرات الملايين من لحام قوس الأرجون في البلاد، فإن مساحة الاستبدال لحام الليزر المحمول ضخمة جدًا، مما يجعل نظام لحام الليزر المحمول يتوقع أن يبشر بفترة من النمو السريع.

مزايا نظام اللحام بالليزر المحمول

(2) يستمر مجال التطبيق في التوسع، ويفتح اللحام بالليزر فرص تطوير جديدة

تقنية اللحام بالليزر هي نوع جديد من تقنيات المعالجة، تعتمد على استخدام الطاقة الاتجاهية للمعالجة غير التلامسية. وهي تختلف اختلافًا جوهريًا عن طرق اللحام التقليدية، ويمكن دمجها مع العديد من التقنيات الأخرى، مما يُسهم في ظهور تقنيات وصناعات ناشئة قادرة على استبدال اللحام التقليدي في مجالات أكثر.

مع التقدم السريع للمعلوماتية الاجتماعية، تشهد الإلكترونيات الدقيقة المرتبطة بتكنولوجيا المعلومات، بالإضافة إلى صناعات الحاسوب والاتصالات وتكامل الإلكترونيات الاستهلاكية وغيرها، ازدهارًا ملحوظًا، وهي تمضي قدمًا في تصغير ودمج المكونات باستمرار. في ظل هذه الصناعة، تُعدّ عمليات تحضير وتوصيل وتغليف المكونات الدقيقة، وضمان الدقة والموثوقية العالية للمنتجات، من المشكلات الملحة التي يجب التغلب عليها. ونتيجةً لذلك، أصبحت تقنية اللحام عالية الكفاءة والدقة ومنخفضة الضرر تدريجيًا جزءًا لا غنى عنه في دعم تطوير التصنيع المتقدم المعاصر. في السنوات الأخيرة، ازداد استخدام اللحام بالليزر تدريجيًا في مجالات التصنيع الدقيق الدقيق، مثل بطاريات الطاقة والسيارات والإلكترونيات الاستهلاكية، وكذلك في البنية المعقدة لمجالات التكنولوجيا المتقدمة، مثل محركات الطائرات والصواريخ والسيارات. وقد مهدت معدات اللحام بالليزر الطريق لفرص تطوير جديدة.