Analyse de l'état de l'industrie et du paysage concurrentiel du soudage laser

Le soudage laser est une méthode de traitement utilisant la haute énergie du laser pour assembler des métaux ou d'autres matériaux thermoplastiques. Selon ses principes de fonctionnement et ses spécificités, le soudage laser se divise en cinq types : soudage par conduction thermique, soudage à pénétration profonde, soudage hybride, brasage laser et soudage par conduction laser.

En tant que nouvelle méthode de soudage, le soudage laser présente, par rapport aux méthodes traditionnelles, les avantages suivants : pénétration profonde, vitesse élevée, faible déformation, faibles exigences en termes d'environnement de soudage, densité de puissance élevée et insensibilité aux champs magnétiques. Il ne se limite pas aux matériaux conducteurs, ne nécessite pas de vide et ne produit pas de rayons X pendant le soudage. Il est largement utilisé dans la fabrication de précision haut de gamme.

Analyse des domaines d'application du soudage laser

Le soudage laser présente les avantages suivants : haute précision, propreté et respect de l'environnement, traitement de divers types de matériaux, rendement élevé, etc., et offre un large éventail d'applications. Il est actuellement largement utilisé dans les batteries d'alimentation, l'automobile, l'électronique grand public, les communications optiques et d'autres domaines.

(1) Batterie d'alimentation

Il existe de nombreux procédés de fabrication pour les batteries lithium-ion ou les packs de batteries, tels que le soudage des valves antidéflagrantes, le soudage des languettes, le soudage par points des pôles de batterie, le soudage des coques et couvercles de batteries de puissance, ainsi que le soudage des modules et des packs. Le soudage laser est également le procédé le plus performant. Par exemple, il améliore l'efficacité du soudage et l'étanchéité des valves antidéflagrantes des batteries. De plus, grâce à la qualité du faisceau laser, le point de soudure peut être réduit et il est adapté aux bandes d'aluminium à haute réflectivité, aux bandes de cuivre et aux électrodes de batterie à bande étroite. Le soudage par courroie présente des avantages uniques.

(2) Automobile

L'application du soudage laser dans le processus de fabrication automobile comprend principalement trois types : le soudage laser sur mesure de plaques d'épaisseur inégale ; le soudage d'assemblage laser d'ensembles et de sous-ensembles de carrosserie ; et le soudage laser de pièces automobiles.

Le soudage laser sur mesure est utilisé pour la conception et la fabrication de carrosseries automobiles. Selon les exigences de conception et de performance de la carrosserie, des plaques d'épaisseurs et de matériaux différents, présentant des performances identiques ou différentes, sont assemblées par découpe et assemblage laser, puis estampées pour former une pièce. Aujourd'hui, les pièces soudées au laser sur mesure sont largement utilisées pour diverses pièces de carrosserie, telles que les plaques de renfort de coffre, les panneaux intérieurs de coffre, les supports d'amortisseurs, les enjoliveurs de roue arrière, les panneaux intérieurs de parois latérales et de portes, le plancher avant, les longerons avant, les pare-chocs, les traverses, les enjoliveurs, les connecteurs de montants centraux, etc.

Le soudage laser de carrosserie comprend principalement le soudage d'assemblage, le soudage des parois latérales et du capot supérieur, puis le soudage ultérieur. L'utilisation du soudage laser dans l'industrie automobile permet, d'une part, de réduire le poids du véhicule, d'améliorer sa mobilité et de réduire sa consommation de carburant ; d'autre part, d'améliorer les performances du produit. Qualité et progrès technologique.

Le soudage laser pour les pièces automobiles présente les avantages suivants : une déformation quasi nulle au niveau de la pièce à souder, une vitesse de soudage élevée et l'absence de traitement thermique post-soudage. Actuellement, le soudage laser est largement utilisé dans la fabrication de pièces automobiles telles que les engrenages de transmission, les poussoirs de soupapes, les charnières de porte, les arbres de transmission, les arbres de direction, les pots d'échappement, les embrayages, les essieux de turbocompresseurs et les châssis.

(3) Industrie de la microélectronique

Ces dernières années, avec le développement de l'industrie électronique vers la miniaturisation, le volume des différents composants électroniques a diminué, et les défauts des méthodes de soudage traditionnelles sont progressivement apparus. Les composants sont endommagés ou l'efficacité du soudage n'est pas à la hauteur. Dans ce contexte, le soudage laser est largement utilisé dans le domaine de la microélectronique, notamment pour le conditionnement de capteurs, l'électronique intégrée et les piles boutons, grâce à ses avantages tels qu'une pénétration profonde, une vitesse élevée et une faible déformation.

3. État de développement du marché du soudage laser

(1) Le taux de pénétration du marché doit encore être amélioré

Comparée à l'usinage traditionnel, la technologie de soudage laser présente des avantages significatifs, mais son taux de pénétration dans les industries en aval reste insuffisant. Du fait du lancement précoce de lignes de production et d'équipements mécaniques traditionnels et de leur rôle important dans la production, les entreprises manufacturières traditionnelles doivent investir massivement pour remplacer des lignes de production de soudage laser plus avancées, ce qui représente un défi majeur pour les fabricants. Par conséquent, les équipements de traitement laser sont actuellement principalement concentrés dans quelques secteurs industriels importants, caractérisés par une forte demande de capacités de production et une expansion de la production évidente. Les besoins des autres industries doivent encore être stimulés plus efficacement.

(2) Croissance constante de la taille du marché

Le soudage, la découpe et le marquage laser constituent ensemble la « troïka » de la mécanique laser. Ces dernières années, grâce aux progrès de la technologie laser et à la baisse de son prix, et grâce aux applications en aval des équipements de soudage laser, la demande est forte dans les véhicules à énergies nouvelles, les batteries au lithium, les écrans d'affichage, les téléphones portables et l'électronique grand public, entre autres. La croissance rapide du chiffre d'affaires du marché du soudage laser a favorisé la croissance rapide du marché national des équipements de soudage laser.

Échelle et taux de croissance du marché chinois du soudage laser (2014-2020)

(3) Le marché est relativement fragmenté et le paysage concurrentiel n’est pas encore stabilisé

Du point de vue de l'ensemble du marché du soudage laser, en raison des caractéristiques des entreprises de fabrication régionales et en aval, il est difficile pour le secteur manufacturier de former une concurrence relativement concentrée, et le marché du soudage laser dans son ensemble est relativement fragmenté. Actuellement, plus de 300 entreprises nationales sont actives dans le soudage laser. Les principales entreprises de soudage laser sont Han's Laser et Huagong Technology.

4. Prévisions de tendance de développement du soudage laser

(1) Le secteur des systèmes de soudage laser portatifs devrait entrer dans une période de croissance rapide

Grâce à la forte baisse du coût des lasers à fibre et à la maturité progressive de la technologie de transmission par fibre et des têtes de soudage portables, les systèmes de soudage laser portables ont progressivement gagné en popularité ces dernières années. Certaines entreprises ont expédié 200 unités à Taïwan, et certaines petites entreprises peuvent même en expédier 20 par mois. Parallèlement, des entreprises leaders du secteur laser, telles qu'IPG, Han's et Raycus, ont également lancé des lasers portables similaires.

Comparé au soudage à l'arc sous argon traditionnel, le soudage laser portatif présente des avantages évidents en termes de qualité de soudage, de fonctionnement, de protection de l'environnement et de sécurité, ainsi que de coût d'utilisation dans des domaines de soudage spécifiques tels que les appareils électroménagers, les armoires et les ascenseurs. À titre d'exemple, les opérateurs de soudage à l'arc sous argon occupent des postes spécifiques en Chine et doivent être certifiés pour exercer. Actuellement, le coût annuel de la main-d'œuvre d'un soudeur expérimenté sur le marché est d'au moins 80 000 yuans, tandis que le soudage laser portatif peut utiliser des opérateurs ordinaires. Le coût annuel de la main-d'œuvre d'un opérateur n'est que de 50 000 yuans. Si l'efficacité du soudage laser portatif est deux fois supérieure à celle du soudage à l'arc sous argon, les coûts de main-d'œuvre peuvent être économisés de 110 000 yuans. De plus, le soudage à l'arc sous argon nécessite généralement un polissage après le soudage, tandis que le soudage laser portatif n'en nécessite pratiquement aucun, voire très peu, ce qui permet d'économiser une partie des coûts de main-d'œuvre du polisseur. Globalement, le délai de retour sur investissement d'un équipement de soudage laser portatif est d'environ un an. Avec la consommation actuelle de dizaines de millions de soudages à l'arc sous argon dans le pays, l'espace de remplacement pour le soudage laser portatif est très vaste, ce qui devrait faire entrer le système de soudage laser portatif dans une période de croissance rapide.

Avantages du système de soudage laser portatif

(2) Le domaine d'application continue de s'étendre et le soudage laser ouvre de nouvelles opportunités de développement

Le soudage laser est une nouvelle technologie de traitement utilisant une énergie directionnelle pour un traitement sans contact. Il est fondamentalement différent des méthodes de soudage traditionnelles. Il peut être intégré à de nombreuses autres technologies et engendrer des technologies et des industries émergentes, capables de remplacer le soudage traditionnel dans davantage de domaines.

Avec l'essor rapide de l'informatisation sociale, la microélectronique liée aux technologies de l'information, ainsi que l'informatique, les communications, l'intégration de l'électronique grand public et d'autres industries, connaissent un essor considérable et s'engagent sur la voie de la miniaturisation et de l'intégration continues des composants. Dans ce contexte, la préparation, la connexion et le conditionnement des microcomposants, ainsi que la garantie d'une précision et d'une fiabilité élevées des produits, constituent des défis urgents à relever. Par conséquent, les technologies de soudage à haut rendement, haute précision et à faible endommagement deviennent progressivement indispensables au développement de la fabrication de pointe contemporaine. Ces dernières années, le soudage laser s'est progressivement imposé dans les domaines du micro-usinage de précision, tels que les batteries d'alimentation, l'automobile et l'électronique grand public, ainsi que dans les structures très complexes des technologies de pointe, comme les moteurs d'avion, les avions-fusées et les moteurs automobiles. Les équipements de soudage laser offrent de nouvelles opportunités de développement.