Análise do status da indústria e do cenário competitivo da soldagem a laser

A soldagem a laser refere-se a um método de processamento que utiliza a alta energia do laser para unir metais ou outros materiais termoplásticos. De acordo com diferentes princípios de funcionamento e adaptando-se a diferentes cenários de processamento, a soldagem a laser pode ser dividida em cinco tipos: soldagem por condução de calor, soldagem de penetração profunda, soldagem híbrida, brasagem a laser e soldagem por condução a laser.

Como um novo tipo de método de soldagem, em comparação com outros métodos tradicionais, a soldagem a laser apresenta as vantagens de penetração profunda, alta velocidade, baixa deformação, baixos requisitos para o ambiente de soldagem, alta densidade de potência e não é afetada por campos magnéticos. Não se limita a materiais condutores, não requer condições de trabalho a vácuo e não produz raios X durante o processo de soldagem. É amplamente utilizada na área de fabricação de precisão de ponta.

Análise de campos de aplicação de soldagem a laser

A soldagem a laser possui as vantagens de alta precisão, limpeza e proteção ambiental, diversos tipos de materiais de processamento, alta eficiência, entre outras, e possui uma ampla gama de aplicações. Atualmente, a soldagem a laser tem sido amplamente utilizada em baterias de energia, automóveis, eletrônicos de consumo, comunicações ópticas e outros setores.

(1) Bateria de energia

Existem muitos processos de fabricação para baterias de íons de lítio ou conjuntos de baterias, como soldagem de vedação de válvula à prova de explosão, soldagem de abas, soldagem a ponto de polos de bateria, soldagem de vedação de carcaça e tampa de bateria de potência, soldagem de módulos e conjuntos de baterias. Em outros processos, a soldagem a laser é o melhor. Por exemplo, a soldagem a laser pode melhorar a eficiência da soldagem e a estanqueidade da válvula à prova de explosão da bateria; ao mesmo tempo, como a qualidade do feixe da soldagem a laser é boa, o ponto de soldagem pode ser reduzido, sendo adequado para tiras de alumínio de alta refletividade, tiras de cobre e eletrodos de bateria de banda estreita. A soldagem por correia apresenta vantagens únicas.

(2) Automóvel

A aplicação da soldagem a laser no processo de fabricação de automóveis inclui principalmente três tipos: soldagem a laser sob medida de chapas de espessura desigual; soldagem a laser de conjuntos de carroceria e subconjuntos; e soldagem a laser de peças automotivas.

A soldagem a laser sob medida é utilizada no projeto e na fabricação da carroceria. De acordo com os diferentes requisitos de design e desempenho da carroceria, chapas de diferentes espessuras, materiais e desempenhos diferentes ou idênticos são conectadas em um todo por meio da tecnologia de corte e montagem a laser e, em seguida, estampadas na carroceria. Atualmente, chapas soldadas a laser sob medida têm sido amplamente utilizadas em diversas partes da carroceria, como placas de reforço do porta-malas, painéis internos do porta-malas, suportes de amortecedores, tampas de rodas traseiras, painéis internos das paredes laterais, painéis internos das portas, assoalho dianteiro, longarinas dianteiras, para-choques, travessas, calotas, conectores da coluna B, colunas centrais, etc.

A soldagem a laser da carroceria do carro é dividida principalmente em soldagem de montagem, soldagem de paredes laterais e tampa superior e soldagem subsequente. O uso da soldagem a laser na indústria automotiva pode, por um lado, reduzir o peso do carro, melhorar a mobilidade do carro e reduzir o consumo de combustível; por outro, pode melhorar o desempenho do produto. Qualidade e avanço tecnológico.

O uso da soldagem a laser em peças automotivas apresenta as vantagens de quase nenhuma deformação na peça soldada, alta velocidade de soldagem e ausência de tratamento térmico pós-soldagem. Atualmente, a soldagem a laser é amplamente utilizada na fabricação de peças automotivas, como engrenagens de transmissão, tuchos de válvulas, dobradiças de portas, eixos de transmissão, eixos de direção, tubos de escape de motores, embreagens, eixos de turbocompressores e chassis.

(3) Indústria de microeletrônica

Nos últimos anos, com o desenvolvimento da indústria eletrônica rumo à miniaturização, o volume de diversos componentes eletrônicos tornou-se cada vez menor, e as deficiências dos métodos de soldagem originais foram gradualmente reveladas. Os componentes são danificados ou o efeito da soldagem não é satisfatório. Nesse contexto, a soldagem a laser tem sido amplamente utilizada na área de processamento microeletrônico, como encapsulamento de sensores, eletrônica integrada e baterias tipo botão, devido às suas vantagens como penetração profunda, alta velocidade e baixa deformação.

3. Status de desenvolvimento do mercado de soldagem a laser

(1) A taxa de penetração no mercado ainda precisa ser melhorada

Comparada à tecnologia de usinagem tradicional, a tecnologia de soldagem a laser apresenta vantagens significativas, mas ainda apresenta o problema da taxa de penetração insuficiente na promoção de aplicações em indústrias a jusante. Devido ao lançamento antecipado de linhas de produção tradicionais e equipamentos mecânicos, e ao papel importante que desempenham na produção corporativa, as empresas de manufatura tradicionais precisam substituir linhas de produção de soldagem a laser mais avançadas por enormes investimentos de capital, o que representa um grande desafio para os fabricantes. Portanto, os equipamentos de processamento a laser, neste estágio, concentram-se principalmente em diversos setores industriais importantes, com forte demanda por capacidade de produção e clara expansão da produção. As necessidades de outras indústrias ainda precisam ser estimuladas de forma mais eficaz.

(2) Crescimento constante do tamanho do mercado

Soldagem a laser, corte a laser e marcação a laser constituem, juntos, a "troika" da mecânica a laser. Nos últimos anos, beneficiando-se do avanço da tecnologia a laser e da queda nos preços do laser, e das aplicações posteriores de equipamentos de soldagem a laser, veículos de nova energia, baterias de lítio, painéis de exibição, eletrônicos de consumo para celulares e outros setores têm apresentado forte demanda. O rápido crescimento da receita no mercado de soldagem a laser impulsionou o rápido crescimento do mercado doméstico de equipamentos de soldagem a laser.

Escala e taxa de crescimento do mercado de soldagem a laser da China de 2014 a 2020

(3) O mercado está relativamente fragmentado e o cenário competitivo ainda não está estabilizado

Da perspectiva de todo o mercado de soldagem a laser, devido às características das empresas de manufatura discretas regionais e a jusante, é difícil para o mercado de soldagem a laser no setor manufatureiro formar um padrão de concorrência relativamente concentrado, e todo o mercado de soldagem a laser é relativamente fragmentado. Atualmente, existem mais de 300 empresas nacionais envolvidas na soldagem a laser. As principais empresas de soldagem a laser incluem Han's Laser, Huagong Technology, etc.

4. Previsão da tendência de desenvolvimento da soldagem a laser

(1) Espera-se que o sistema de soldagem a laser portátil entre em um período de rápido crescimento

Graças à forte queda no custo dos lasers de fibra e à gradual maturidade da transmissão por fibra e da tecnologia de cabeçotes de soldagem portáteis, os sistemas de soldagem a laser portáteis tornaram-se gradualmente populares nos últimos anos. Algumas empresas já enviaram 200 unidades por mês, e algumas pequenas empresas também conseguem enviar 20 unidades por mês. Ao mesmo tempo, empresas líderes no setor de laser, como IPG, Han's e Raycus, também lançaram produtos a laser portáteis correspondentes.

Comparada à soldagem a arco de argônio tradicional, a soldagem a laser portátil apresenta vantagens óbvias em termos de qualidade de soldagem, operação, proteção ambiental e segurança, além de custo de uso em áreas de soldagem irregulares, como eletrodomésticos, armários e elevadores. Tomando o custo de uso como exemplo, os operadores de soldagem a arco de argônio ocupam posições especiais em meu país e precisam ser certificados para trabalhar. Atualmente, o custo anual de mão de obra de um soldador experiente no mercado não é inferior a 80.000 yuans, enquanto a soldagem a laser portátil pode usar o comum. O custo anual de mão de obra dos operadores é de apenas 50.000 yuans. Se a eficiência da soldagem a laser portátil for o dobro da soldagem a arco de argônio, o custo de mão de obra pode ser economizado em 110.000 yuans. Além disso, a soldagem a arco de argônio geralmente requer polimento após a soldagem, enquanto a soldagem a laser portátil requer quase nenhum polimento, ou apenas um polimento leve, o que economiza parte do custo de mão de obra do polidor. No geral, o período de retorno do investimento em equipamentos de soldagem a laser portátil é de cerca de 1 ano. Com o consumo atual de dezenas de milhões de soldas a arco de argônio no país, o espaço de substituição para solda a laser portátil é muito grande, o que fará com que o sistema de solda a laser portátil seja esperado para inaugurar um período de rápido crescimento.

Vantagens do sistema de soldagem a laser portátil

(2) O campo de aplicação continua a expandir-se e a soldadura a laser está a inaugurar novas oportunidades de desenvolvimento

A tecnologia de soldagem a laser é um novo tipo de tecnologia de processamento que aplica energia direcional para processamento sem contato. É fundamentalmente diferente dos métodos tradicionais de soldagem. Pode ser integrada a muitas outras tecnologias e gerar tecnologias e indústrias emergentes, que poderão substituir a soldagem tradicional em mais áreas.

Com o rápido avanço da informatização social, a microeletrônica relacionada à tecnologia da informação, bem como as indústrias de computadores, comunicações, integração de eletrônicos de consumo e outras, estão em expansão, embarcando no caminho da miniaturização e integração contínuas de componentes. Nesse contexto, a preparação, a conexão e o empacotamento de microcomponentes, além de garantir a alta precisão e a alta confiabilidade dos produtos, são problemas urgentes que precisam ser superados. Como resultado, a tecnologia de soldagem de alta eficiência, alta precisão e baixo dano está gradualmente se tornando uma parte indispensável do suporte ao desenvolvimento da manufatura avançada contemporânea. Nos últimos anos, a soldagem a laser tem aumentado gradualmente nas áreas de microusinagem fina, como baterias de energia, automóveis e eletrônicos de consumo, bem como na estrutura altamente complexa de campos de tecnologia avançada, como motores aeronáuticos, foguetes e motores de automóveis. Os equipamentos de soldagem a laser inauguraram novas oportunidades de desenvolvimento.