La soldadura láser se refiere a un método de procesamiento que utiliza la alta energía del láser para unir metales u otros materiales termoplásticos.De acuerdo con diferentes principios de funcionamiento y adaptándose a diferentes escenarios de procesamiento, la soldadura láser se puede dividir en cinco tipos: soldadura por conducción de calor, soldadura de penetración profunda, soldadura híbrida, soldadura fuerte por láser y soldadura por conducción por láser.
| Soldadura por conducción de calor | El rayo láser funde las piezas en la superficie, el material fundido se mezcla y solidifica. |
| Soldadura de penetración profunda | La resistencia extremadamente alta da como resultado la formación de ojos de cerradura que se extienden profundamente en el material, lo que da como resultado soldaduras profundas y estrechas. |
| Soldadura híbrida | Combinación de soldadura láser y soldadura MAG, soldadura MIG, soldadura WIG o soldadura plasma. |
| Soldadura fuerte con láser | El rayo láser calienta la pieza de acoplamiento, derritiendo así la soldadura.La soldadura fundida fluye hacia la junta y conecta las partes de acoplamiento. |
| Soldadura por conducción láser | El rayo láser pasa a través de la parte emparejada para derretir otra parte que absorbe el láser.La pieza de acoplamiento se sujeta cuando se forma la soldadura. |
Como un nuevo tipo de método de soldadura, en comparación con otros métodos de soldadura tradicionales, la soldadura láser tiene las ventajas de penetración profunda, alta velocidad, pequeña deformación, bajos requisitos para el entorno de soldadura, alta densidad de potencia y no se ve afectada por campos magnéticos.No se limita a materiales conductores, no requiere condiciones de trabajo al vacío y no produce rayos X durante el proceso de soldadura.Es ampliamente utilizado en el campo de la fabricación de precisión de alta gama.
Análisis de los campos de aplicación de la soldadura láser
La soldadura láser tiene las ventajas de alta precisión, protección limpia y ambiental, varios tipos de materiales de procesamiento, alta eficiencia, etc., y tiene una amplia gama de aplicaciones.En la actualidad, la soldadura por láser se ha utilizado ampliamente en baterías eléctricas, automóviles, electrónica de consumo, comunicaciones ópticas y otros campos.
(1) batería de alimentación
Hay muchos procesos de fabricación para baterías o paquetes de baterías de iones de litio, y hay muchos procesos, como soldadura de sellado de válvulas a prueba de explosiones, soldadura de pestañas, soldadura de puntos de polos de baterías, soldadura de sellado de carcasas y cubiertas de baterías de potencia, soldadura de módulos y PACK. otros procesos, la soldadura láser es el mejor proceso.Por ejemplo, la soldadura láser puede mejorar la eficiencia de soldadura y la hermeticidad de la válvula a prueba de explosiones de la batería;Al mismo tiempo, debido a que la calidad del haz de la soldadura láser es buena, el punto de soldadura se puede hacer pequeño y es adecuado para tiras de aluminio de alta reflectividad, tiras de cobre y electrodos de batería de banda estrecha.La soldadura de correa tiene ventajas únicas.
(2) Automóvil
La aplicación de la soldadura láser en el proceso de fabricación de automóviles incluye principalmente tres tipos: soldadura láser a medida de placas de espesor desigual;soldadura por láser de conjuntos y subconjuntos de carrocería;y soldadura láser de autopartes.
La soldadura láser a medida está presente en el diseño y la fabricación de la carrocería del automóvil.De acuerdo con los diferentes requisitos de diseño y rendimiento de la carrocería del automóvil, las placas de diferentes espesores, diferentes materiales, diferentes o del mismo rendimiento se conectan en un todo a través de la tecnología de ensamblaje y corte por láser, y luego se estampan en una carrocería.parte.En la actualidad, los espacios en blanco soldados con láser a medida se han utilizado ampliamente en varias partes de la carrocería del automóvil, como la placa de refuerzo del maletero, el panel interior del maletero, el soporte del amortiguador, la cubierta de la rueda trasera, el panel interior de la pared lateral, el panel interior de la puerta, la parte delantera piso, vigas longitudinales delanteras, parachoques, vigas transversales, cubiertas de ruedas, conectores de pilares B, pilares centrales, etc.
La soldadura láser de la carrocería del automóvil se divide principalmente en soldadura de ensamblaje, soldadura de paredes laterales y cubierta superior, y soldadura posterior.El uso de soldadura láser en la industria automotriz puede reducir el peso del automóvil por un lado, mejorar la movilidad del automóvil y reducir el consumo de combustible;por otro lado, puede mejorar el rendimiento del producto.Calidad y avance tecnológico.
El uso de la soldadura láser para autopartes tiene las ventajas de que casi no se deforma la parte soldada, la velocidad de soldadura es rápida y no es necesario un tratamiento térmico posterior a la soldadura.En la actualidad, la soldadura por láser se usa ampliamente en la fabricación de piezas de automóviles, como engranajes de transmisión, elevadores de válvulas, bisagras de puertas, ejes de transmisión, ejes de dirección, tubos de escape de motores, embragues, ejes de turbocompresores y chasis.
(3) industria de la microelectrónica
En los últimos años, con el desarrollo de la industria electrónica en la dirección de la miniaturización, el volumen de varios componentes electrónicos se ha vuelto cada vez más pequeño y las deficiencias de los métodos de soldadura originales han surgido gradualmente.Los componentes están dañados o el efecto de soldadura no está a la altura.En este contexto, la soldadura por láser se ha utilizado ampliamente en el campo del procesamiento microelectrónico, como el empaquetado de sensores, la electrónica integrada y las pilas de botón, en virtud de sus ventajas, como la penetración profunda, la velocidad rápida y la pequeña deformación.
3. Estado de desarrollo del mercado de soldadura láser
(1) La tasa de penetración en el mercado aún debe mejorarse
En comparación con la tecnología de mecanizado tradicional, la tecnología de soldadura por láser tiene ventajas significativas, pero aún tiene el problema de una tasa de penetración insuficiente en la promoción de aplicaciones en las industrias posteriores.Las empresas de fabricación tradicionales, debido al lanzamiento anterior de líneas de producción tradicionales y equipos mecánicos, y un papel importante en la producción corporativa, reemplazar las líneas de producción de soldadura por láser más avanzadas significa una gran inversión de capital, lo cual es un gran desafío para los fabricantes.Por lo tanto, los equipos de procesamiento láser en esta etapa se concentran principalmente en varios sectores industriales importantes con una fuerte demanda de capacidad de producción y una expansión de producción evidente.Las necesidades de otras industrias todavía necesitan ser estimuladas más efectivamente.
(2) Crecimiento constante en el tamaño del mercado
La soldadura por láser, el corte por láser y el marcado por láser juntos constituyen la “troika” de la mecánica láser.En los últimos años, se han beneficiado del avance de la tecnología láser y la disminución de los precios del láser, y las aplicaciones posteriores de equipos de soldadura láser, vehículos de nueva energía, baterías de litio, paneles de visualización, electrónica de consumo de teléfonos móviles y otros campos tienen una fuerte demanda.El rápido crecimiento de los ingresos en el mercado de soldadura por láser ha promovido el rápido crecimiento del mercado doméstico de equipos de soldadura por láser.
Tasa de crecimiento y escala del mercado de soldadura láser de China 2014-2020
(3) El mercado está relativamente fragmentado y el panorama competitivo aún no se ha estabilizado
Desde la perspectiva de todo el mercado de soldadura por láser, debido a las características de las empresas de fabricación discreta regionales y aguas abajo, es difícil para el mercado de soldadura por láser en el sector manufacturero formar un patrón de competencia relativamente concentrado, y todo el mercado de soldadura por láser es relativamente fragmentado.En la actualidad, hay más de 300 empresas nacionales dedicadas a la soldadura por láser.Las principales empresas de soldadura por láser incluyen Han's Laser, Huagong Technology, etc.
4. El pronóstico de tendencia de desarrollo de la soldadura láser.
(1) Se espera que la pista del sistema de soldadura láser portátil entre en un período de rápido crecimiento
Gracias a la fuerte caída en el costo de los láseres de fibra y la madurez gradual de la transmisión de fibra y la tecnología de cabezales de soldadura portátiles, los sistemas de soldadura láser portátiles se han vuelto gradualmente populares en los últimos años.Algunas empresas han enviado 200 a Taiwán y algunas empresas pequeñas también pueden enviar 20 unidades por mes.Al mismo tiempo, empresas líderes en el campo del láser, como IPG, Han's y Raycus, también han lanzado productos láser portátiles correspondientes.
En comparación con la soldadura por arco de argón tradicional, la soldadura láser manual tiene ventajas obvias en la calidad de la soldadura, la operación, la protección y seguridad ambiental y el costo de uso en campos de soldadura irregulares, como electrodomésticos, gabinetes y ascensores.Tomando como ejemplo el costo de uso, los operadores de soldadura por arco de argón pertenecen a posiciones especiales en mi país y necesitan estar certificados para trabajar.En la actualidad, el costo anual de mano de obra de un soldador maduro en el mercado no es inferior a 80,000 yuanes, mientras que la soldadura láser de mano puede usarse ordinariamente. El costo anual de mano de obra de los operadores es de solo 50,000 yuanes.Si la eficiencia de la soldadura láser manual es el doble que la soldadura por arco de argón, el costo de mano de obra puede ahorrarse 110 000 yuanes.Además, la soldadura por arco de argón generalmente requiere pulido después de la soldadura, mientras que la soldadura manual con láser casi no requiere pulido, o solo un poco, lo que ahorra parte del costo de mano de obra del trabajador de pulido.En general, el período de recuperación de la inversión del equipo de soldadura láser portátil es de aproximadamente 1 año.Con el consumo actual de decenas de millones de soldadura por arco de argón en el país, el espacio de reemplazo para la soldadura láser manual es muy grande, lo que hará que se espere que el sistema de soldadura láser manual marque el comienzo de un período de rápido crecimiento.
| Escribe | Soldadura por arco de argón | soldadura YAG | Soldadura manual | |
| Calidad de soldadura | entrada de calor | Grande | Pequeña | Pequeña |
| Deformación/socavado de la pieza de trabajo | Grande | Pequeña | Pequeña | |
| formación de soldadura | patrón de escamas de pescado | patrón de escamas de pescado | Liso | |
| Procesamiento posterior | Polaco | Polaco | Ninguno | |
| Usar operación | Velocidad de soldadura | Lento | Medio | Rápido |
| Dificultad de operación | Duro | Fácil | Fácil | |
| Protección y seguridad del medio ambiente | Contaminación ambiental | Grande | Pequeña | Pequeña |
| daño corporal | Grande | Pequeña | Pequeña | |
| Costo del soldador | Consumibles | Varilla de soldadura | Cristal láser, lámpara de xenón | No hay necesidad |
| Consumo de energía | Pequeña | Grande | Pequeña | |
| área de piso del equipo | Pequeña | Grande | Pequeña | |
Ventajas del sistema de soldadura láser portátil
(2) El campo de aplicación continúa expandiéndose y la soldadura láser está abriendo paso a nuevas oportunidades de desarrollo.
La tecnología de soldadura láser es un nuevo tipo de tecnología de procesamiento que aplica energía direccional para el procesamiento sin contacto.Es fundamentalmente diferente de los métodos de soldadura tradicionales.Puede integrarse con muchas otras tecnologías y generar tecnologías e industrias emergentes, que podrán reemplazar la soldadura tradicional en más campos.
Con el rápido avance de la informatización social, la microelectrónica relacionada con la tecnología de la información, así como la informática, las comunicaciones, la integración de productos electrónicos de consumo y otras industrias están en auge y se están embarcando en el camino de la miniaturización e integración continua de componentes.Bajo el trasfondo de esta industria, realizar la preparación, conexión y empaque de microcomponentes y garantizar la alta precisión y alta confiabilidad de los productos son actualmente problemas urgentes que deben superarse.Como resultado, la tecnología de soldadura de alta eficiencia, alta precisión y bajo daño se está convirtiendo gradualmente en una parte indispensable para respaldar el desarrollo de la fabricación avanzada contemporánea.En los últimos años, la soldadura por láser ha aumentado gradualmente en los campos del micromecanizado fino, como las baterías eléctricas, los automóviles y la electrónica de consumo, así como en la estructura de alta complejidad de los campos de tecnología avanzada, como los motores aeronáuticos, los aviones cohete y los motores de automóviles. .El equipo de soldadura láser ha dado paso a nuevas oportunidades de desarrollo.
Hora de publicación: 16-dic-2021
