レーザー溶接業界の現状と競争環境分析

レーザー溶接とは、レーザーの高エネルギーを利用して金属やその他の熱可塑性材料を接合する加工方法を指します。動作原理や加工シナリオの違いにより、レーザー溶接は熱伝導溶接、深溶け込み溶接、ハイブリッド溶接、レーザーろう付け、レーザー伝導溶接の5種類に分けられます。

新しいタイプの溶接方法として、レーザー溶接は、他の従来の溶接方法と比較して、溶け込みが深く、溶接速度が速く、変形が小さく、溶接環境に対する要件が低く、電力密度が高く、磁場の影響を受けないという利点があります。導電性材料に限定されず、真空作業環境を必要とせず、溶接プロセス中にX線を発生しません。ハイエンドの精密製造分野で広く使用されています。

レーザー溶接応用分野の分析

レーザー溶接は、高精度、クリーンで環境保護性に優れ、多様な加工材料に対応可能、高効率などの利点があり、幅広い用途に使用されています。現在、レーザー溶接は、動力電池、自動車、民生用電子機器、光通信などの分野で広く利用されています。

(1) 電源バッテリー

リチウムイオン電池や電池パックの製造工程は多岐にわたり、防爆弁のシーリング溶接、タブ溶接、電池ポールのスポット溶接、パワー電池のシェルとカバーのシーリング溶接、モジュールとPACKの溶接など、多岐にわたります。これらの工程の中で、レーザー溶接は最適なプロセスです。例えば、レーザー溶接は電池防爆弁の溶接効率と気密性を向上させることができます。同時に、レーザー溶接のビーム品質が良好であるため、溶接点を小さくすることができ、高反射率のアルミストリップ、銅ストリップ、狭帯域電池電極に適しています。ベルト溶接には独自の利点があります。

（2）自動車

自動車製造工程におけるレーザー溶接の応用には、主に、不等厚板のレーザーテーラー溶接、車体アセンブリおよびサブアセンブリのレーザーアセンブリ溶接、自動車部品のレーザー溶接の 3 種類があります。

レーザーテーラー溶接は、車体の設計・製造において重要な役割を果たしています。車体の様々な設計・性能要件に応じて、厚さ、材質、性能の異なる、あるいは同一の板材をレーザー切断・組立技術を用いて一体化し、その後、車体部品にプレス加工します。現在、レーザーテーラー溶接ブランクは、荷室補強板、荷室インナーパネル、ショックアブソーバーサポート、後輪カバー、側壁インナーパネル、ドアインナーパネル、フロントフロア、フロント縦梁、バンパー、横梁、ホイールカバー、Bピラーコネクター、センターピラーなど、車体の様々な部位に広く使用されています。

車体のレーザー溶接は、主に組立溶接、側壁・上面カバー溶接、そして後続溶接に分けられます。自動車産業におけるレーザー溶接の活用は、一方では車両の軽量化、機動性の向上、燃費削減を実現すると同時に、製品性能の向上、品質向上、技術革新にもつながります。

自動車部品へのレーザー溶接は、溶接部の変形がほとんどなく、溶接速度が速く、溶接後の熱処理が不要などの利点があります。現在、レーザー溶接は、トランスミッションギア、バルブリフター、ドアヒンジ、ドライブシャフト、ステアリングシャフト、エンジン排気管、クラッチ、ターボチャージャーアクスル、シャーシなどの自動車部品の製造に広く利用されています。

（3）マイクロエレクトロニクス産業

近年、電子産業の小型化への発展に伴い、各種電子部品の体積はますます小さくなり、従来の溶接方法の欠点が徐々に顕在化してきました。部品が損傷したり、溶接効果が標準に達しなかったりするケースが増えています。こうした状況において、レーザー溶接は、深い溶け込み、高速溶接、小さな変形などの利点を活かし、センサーパッケージ、集積エレクトロニクス、ボタン電池などのマイクロエレクトロニクス加工分野で広く利用されています。

3. レーザー溶接市場の発展状況

（１）市場浸透率は依然として改善の余地がある

レーザー溶接技術は従来の加工技術と比較して大きな優位性を有しているものの、下流産業への応用促進における浸透率が依然として不十分という問題を抱えています。従来の製造企業は、従来の生産ラインや機械設備を早期に導入し、企業生産において重要な役割を担っているため、より先進的なレーザー溶接生産ラインへの置き換えは巨額の設備投資を意味し、メーカーにとって大きな課題となっています。そのため、現段階のレーザー加工設備は、生産能力の需要が強く、生産拡大が明らかないくつかの重要な産業分野に主に集中しており、他の産業のニーズをより効果的に刺激する必要があります。

（２）市場規模の着実な成長

レーザー溶接、レーザー切断、レーザーマーキングは、レーザーメカニクスの「トロイカ」を構成しています。近年、レーザー技術の進歩とレーザー価格の低下、そしてレーザー溶接装置の下流応用の恩恵を受け、新エネルギー車、リチウム電池、ディスプレイパネル、携帯電話の民生用電子機器などの分野で需要が堅調です。レーザー溶接市場の急速な収益成長は、国内レーザー溶接装置市場の急速な成長を促進しています。

2014-2020年中国のレーザー溶接市場規模と成長率

（３）市場は比較的細分化されており、競争環境はまだ安定していない

レーザー溶接市場全体から見ると、地域および下流の個別製造企業の特性により、製造業におけるレーザー溶接市場は相対的に集中した競争パターンを形成することが難しく、レーザー溶接市場全体が相対的に細分化されています。現在、国内では300社以上の企業がレーザー溶接に従事しており、主なレーザー溶接企業には、漢氏レーザー、華工科技などが含まれます。

4. レーザー溶接の開発動向予測

（１）ハンドヘルドレーザー溶接システム分野は急速な成長期に入ると予想される

ファイバーレーザーのコストが急激に低下し、光ファイバー伝送技術とハンドヘルド溶接ヘッド技術が徐々に成熟したことにより、近年、ハンドヘルドレーザー溶接システムは徐々に普及しつつあります。台湾向けに200台を出荷した企業もあれば、月間20台を出荷できる小規模な企業もあります。同時に、IPG、Han's、Raycusといったレーザー分野の大手企業も、対応するハンドヘルドレーザー製品を発売しています。

従来のアルゴンアーク溶接と比較して、ハンドヘルドレーザー溶接は、溶接品質、操作性、環境保護と安全性、家電製品、キャビネット、エレベーターなどの不規則な溶接分野における使用コストの点で明らかな利点があります。 使用コストを例にとると、アルゴンアーク溶接オペレーターは私の国では特別な地位に属しており、作業するには認定を受ける必要があります。 現在、市場に出回っている成熟した溶接機の年間人件費は8万元以上ですが、ハンドヘルドレーザー溶接は通常の溶接機を使用できます。 オペレーターの年間人件費はわずか5万元です。 ハンドヘルドレーザー溶接の効率がアルゴンアーク溶接の2倍であれば、人件費を11万元節約できます。 さらに、アルゴンアーク溶接は通常、溶接後に研磨が必要ですが、レーザーハンドヘルド溶接ではほとんど研磨が必要ないか、わずかに研磨するだけで済むため、研磨作業者の人件費の一部を節約できます。 全体として、ハンドヘルドレーザー溶接装置の投資回収期間は約1年です。現在、国内ではアルゴンアーク溶接が数千万回消費されており、ハンドヘルドレーザー溶接の代替スペースは非常に大きく、ハンドヘルドレーザー溶接システムが急速な成長期を迎えることが期待されます。

ハンドヘルドレーザー溶接システムの利点

（２）応用分野は拡大を続けており、レーザー溶接は新たな開発機会をもたらしている。

レーザー溶接技術は、方向性エネルギーを非接触加工に応用する新しいタイプの加工技術です。従来の溶接方法とは根本的に異なり、多くの技術と統合することで、新興技術や産業を創出し、より多くの分野で従来の溶接に取って代わることができるでしょう。

社会の情報化が急速に進むにつれ、情報技術に関連するマイクロエレクトロニクス、コンピュータ、通信、家電製品の統合などの産業が活況を呈し、部品の継続的な小型化と統合の道を歩み始めています。 このような産業を背景に、マイクロ部品の準備、接続、パッケージングを実現し、製品の高精度と高信頼性を確保することは、現在克服しなければならない喫緊の課題です。 その結果、高効率、高精度、低損傷の溶接技術は、現代の高度な製造業の発展を支える不可欠な要素になりつつあります。 近年、レーザー溶接は、動力電池、自動車、家電製品などの微細マイクロ加工分野や、航空エンジン、ロケット機、自動車エンジンなどの先端技術分野の高度に複雑な構造において徐々に増加しています。 レーザー溶接装置は、新たな発展の機会を迎えました。