Lasersko varjenje se nanaša na metodo obdelave, ki uporablja visoko energijo laserja za spajanje kovin ali drugih termoplastičnih materialov.Glede na različne delovne principe in prilagajanje različnim scenarijem obdelave lahko lasersko varjenje razdelimo na pet vrst: varjenje s toplotno prevodnostjo, varjenje z globokim prebojem, hibridno varjenje, lasersko spajkanje in lasersko prevodno varjenje.
Varjenje s toplotno prevodnostjo | Laserski žarek stopi dele na površini, staljeni material se premeša in strdi. |
Varjenje z globokim prebojem | Izjemno visoka trdnost povzroči nastanek ključavnic, ki segajo globoko v material, kar povzroči globoke in ozke zvare. |
Hibridno varjenje | Kombinacija laserskega varjenja in MAG varjenja, MIG varjenja, WIG varjenja ali plazemskega varjenja. |
Lasersko spajkanje | Laserski žarek segreje parni del in s tem stopi spajko.Staljena spajka teče v spoj in povezuje parne dele. |
Lasersko prevodno varjenje | Laserski žarek gre skozi usklajeni del, da stopi drugi del, ki absorbira laser.Naležni del je vpet, ko je zvar oblikovan. |
Kot nova vrsta varilne metode ima lasersko varjenje v primerjavi z drugimi tradicionalnimi varilnimi metodami prednosti globoke penetracije, visoke hitrosti, majhne deformacije, nizkih zahtev glede varilnega okolja, visoke gostote moči in nanj ne vplivajo magnetna polja.Ni omejen na prevodne materiale, ne zahteva vakuumskih delovnih pogojev in ne proizvaja rentgenskih žarkov med postopkom varjenja.Široko se uporablja na področju visokokakovostne natančne proizvodnje.
Analiza področij uporabe laserskega varjenja
Prednosti laserskega varjenja so visoka natančnost, čistost in varstvo okolja, različne vrste materialov za obdelavo, visoka učinkovitost itd., in ima širok spekter uporabe.Trenutno se lasersko varjenje pogosto uporablja v električnih baterijah, avtomobilih, potrošniški elektroniki, optičnih komunikacijah in na drugih področjih.
(1) Napajalna baterija
Obstaja veliko proizvodnih procesov za litij-ionske baterije ali baterijske pakete in obstaja veliko postopkov, kot so varjenje tesnil ventilov, varjeno proti eksploziji, varjenje jezičkov, točkovno varjenje polov baterije, varjenje tesnjenja ohišja in pokrova električne baterije, varjenje modulov in PACK. drugih postopkov je lasersko varjenje najboljši postopek.Lasersko varjenje lahko na primer izboljša učinkovitost varjenja in zrakotesnost protieksplozijskega ventila baterije;ker je kakovost žarka pri laserskem varjenju dobra, je varilno mesto mogoče narediti majhno in je primerno za aluminijaste trakove z visoko odbojnostjo, bakrene trakove in ozkopasovne baterijske elektrode.Varjenje s trakom ima edinstvene prednosti.
(2) Avtomobil
Uporaba laserskega varjenja v procesu izdelave avtomobilov vključuje predvsem tri vrste: lasersko varjenje po meri plošč neenake debeline;Lasersko montažno varjenje karoserijskih sklopov in podsklopov;in lasersko varjenje avtomobilskih delov.
Lasersko varjenje po meri je pri načrtovanju in izdelavi avtomobilske karoserije.Glede na različne konstrukcijske in izvedbene zahteve karoserije avtomobila so plošče različnih debelin, različnih materialov, različnih ali enakih zmogljivosti povezane v celoto s tehnologijo laserskega rezanja in sestavljanja ter nato vtisnjene v karoserijo.del.Trenutno se lasersko prilagojeni surovci pogosto uporabljajo v različnih delih karoserije avtomobila, kot so ojačitvena plošča prtljažnega prostora, notranja plošča prtljažnega prostora, podpora amortizerja, pokrov zadnjega kolesa, notranja plošča stranske stene, notranja plošča vrat, sprednji del tla, sprednji vzdolžni nosilci, odbijači, prečni nosilci, pokrovi koles, priključki B-stebričkov, sredinski stebrički itd.
Lasersko varjenje karoserije avtomobila je v glavnem razdeljeno na montažno varjenje, varjenje stranske stene in zgornjega pokrova ter naknadno varjenje.Uporaba laserskega varjenja v avtomobilski industriji lahko zmanjša težo avtomobila na eni strani, izboljša mobilnost avtomobila in zmanjša porabo goriva;po drugi strani pa lahko izboljša delovanje izdelka.Kakovost in tehnološki napredek.
Prednosti uporabe laserskega varjenja za avtomobilske dele so skoraj brez deformacij na varjenem delu, visoka hitrost varjenja in ni potrebe po toplotni obdelavi po varjenju.Trenutno se lasersko varjenje široko uporablja pri izdelavi avtomobilskih delov, kot so menjalniki, dvigala ventilov, vratni tečaji, pogonske gredi, krmilne gredi, izpušne cevi motorja, sklopke, osi turbopolnilnikov in šasije.
(3) Mikroelektronska industrija
V zadnjih letih je z razvojem elektronske industrije v smeri miniaturizacije obseg različnih elektronskih komponent vse manjši, postopoma pa so se pokazale pomanjkljivosti prvotnih načinov varjenja.Komponente so poškodovane ali učinek varjenja ni na ravni standarda.V tem kontekstu se lasersko varjenje pogosto uporablja na področju mikroelektronske obdelave, kot je embalaža senzorjev, integrirana elektronika in gumbaste baterije, zaradi svojih prednosti, kot so globoka penetracija, visoka hitrost in majhna deformacija.
3. Stanje razvoja trga laserskega varjenja
(1) Stopnjo prodora na trg je treba še izboljšati
V primerjavi s tradicionalno tehnologijo strojne obdelave ima tehnologija laserskega varjenja pomembne prednosti, vendar ima še vedno problem nezadostne stopnje prodora pri spodbujanju aplikacij v panogah na koncu proizvodne verige.Tradicionalna proizvodna podjetja zaradi zgodnejšega zagona tradicionalnih proizvodnih linij in mehanske opreme ter pomembne vloge v korporativni proizvodnji zamenjava naprednejših proizvodnih linij za lasersko varjenje pomeni velike kapitalske naložbe, kar je velik izziv za proizvajalce.Zato je oprema za lasersko obdelavo na tej stopnji v glavnem koncentrirana v več pomembnih industrijskih sektorjih z velikim povpraševanjem po proizvodnih zmogljivostih in očitno širitvijo proizvodnje.Potrebe drugih panog je treba še bolj učinkovito spodbujati.
(2) Stalna rast velikosti trga
Lasersko varjenje, lasersko rezanje in lasersko označevanje skupaj sestavljajo »trojko« laserske mehanike.V zadnjih letih je zaradi napredka laserske tehnologije in padca cen laserjev ter nadaljnjih aplikacij opreme za lasersko varjenje, novih energetskih vozil, litijevih baterij, zaslonskih plošč, potrošniške elektronike mobilnih telefonov in drugih področij veliko povpraševanje.Hitra rast prihodkov na trgu laserskega varjenja je spodbudila hitro rast domačega trga opreme za lasersko varjenje.
Obseg in stopnja rasti kitajskega trga laserskega varjenja 2014–2020
(3) Trg je razmeroma razdrobljen in konkurenčno okolje se še ni stabiliziralo
Z vidika celotnega trga laserskega varjenja je zaradi značilnosti regionalnih in nadaljnjih diskretnih proizvodnih podjetij trg laserskega varjenja v proizvodnem sektorju težko oblikovati razmeroma koncentriran konkurenčni vzorec, celoten trg laserskega varjenja pa je relativno razdrobljeno.Trenutno se z laserskim varjenjem ukvarja več kot 300 domačih podjetij.Glavna podjetja za lasersko varjenje vključujejo Han's Laser, Huagong Technology itd.
4. Napoved trenda razvoja laserskega varjenja
(1) Pričakuje se, da bo tir ročnega laserskega varilnega sistema vstopil v obdobje hitre rasti
Zahvaljujoč strmemu padcu stroškov laserjev z vlakni in postopnemu razvoju tehnologije prenosa vlaken in ročne varilne glave so ročni laserski varilni sistemi v zadnjih letih postopoma postali priljubljeni.Nekatera podjetja so poslala 200 enot na Tajvan, nekatera mala podjetja pa lahko pošljejo tudi 20 enot na mesec.Istočasno so vodilna podjetja na laserskem področju, kot so IPG, Han's in Raycus, lansirala tudi ustrezne ročne laserske izdelke.
V primerjavi s tradicionalnim argonsko obločnim varjenjem ima ročno lasersko varjenje očitne prednosti v kakovosti varjenja, delovanju, varovanju okolja in varnosti ter stroških uporabe na neobičajnih varilnih poljih, kot so gospodinjski aparati, omare in dvigala.Če za primer vzamemo stroške uporabe, operaterji za varjenje z argonskim oblokom pripadajo posebnim položajem v moji državi in morajo imeti certifikat za delo.Trenutno letni strošek dela zrelega varilca na trgu ni manjši od 80.000 juanov, medtem ko lahko ročno lasersko varjenje uporablja običajne. Letni strošek dela operaterjev znaša le 50.000 juanov.Če je učinkovitost ročnega laserskega varjenja dvakrat večja od učinkovitosti obločnega varjenja z argonom, se lahko stroški dela prihranijo za 110.000 juanov.Poleg tega argonsko obločno varjenje na splošno zahteva poliranje po varjenju, medtem ko lasersko ročno varjenje skoraj ne zahteva poliranja ali le rahlo poliranje, kar prihrani del stroškov dela polirja.Na splošno je doba vračila naložbe ročne laserske opreme za varjenje približno 1 leto.S trenutno porabo več deset milijonov argonsko obločnega varjenja v državi je nadomestni prostor za ročno lasersko varjenje zelo ogromen, zaradi česar se pričakuje, da bo ročni laserski varilni sistem začel obdobje hitre rasti.
Vrsta | Varjenje z argonom | YAG varjenje | Ročno varjenje | |
Kakovost varjenja | Vnos toplote | Velik | majhna | majhna |
Deformacija obdelovanca/podrez | Velik | majhna | majhna | |
Oblikovanje zvara | Vzorec ribje luske | Vzorec ribje luske | Gladka | |
Naknadna obdelava | poljski | poljski | Noben | |
Uporaba operacije | Hitrost varjenja | počasi | Sredina | hitro |
Težavnost delovanja | težko | enostavno | enostavno | |
Varstvo okolja in varnost | Onesnaževanje okolja | Velik | majhna | majhna |
Poškodbe telesa | Velik | majhna | majhna | |
Stroški varilca | Potrošni material | Varilna palica | Laserski kristal, ksenonska svetilka | Ni potrebno |
Poraba energije | majhna | Velik | majhna | |
Tlorisna površina opreme | majhna | Velik | majhna |
Prednosti ročnega laserskega varilnega sistema
(2) Področje uporabe se še naprej širi in lasersko varjenje odpira nove razvojne priložnosti
Tehnologija laserskega varjenja je nova vrsta tehnologije obdelave, ki uporablja usmerjeno energijo za brezkontaktno obdelavo.Bistveno se razlikuje od tradicionalnih metod varjenja.Lahko se integrira s številnimi drugimi tehnologijami in ustvari nastajajoče tehnologije in industrije, ki bodo lahko nadomestile tradicionalno varjenje na več področjih.
S hitrim napredkom družbene informatizacije cvetijo mikroelektronika, povezana z informacijsko tehnologijo, pa tudi računalniška, komunikacijska, integracija zabavne elektronike in druge industrije, ki stopajo na pot nenehne miniaturizacije in integracije komponent.V ozadju te industrije so priprava, povezava in pakiranje mikrokomponent ter zagotavljanje visoke natančnosti in visoke zanesljivosti trenutno nujni problemi, ki jih je treba premagati.Posledično postaja visoko učinkovita, visoko natančna varilna tehnologija z majhnimi poškodbami postopoma nepogrešljiv del podpore razvoju sodobne napredne proizvodnje.V zadnjih letih se je lasersko varjenje postopoma povečalo na področjih fine mikrostrojne obdelave, kot so napajalne baterije, avtomobili in potrošniška elektronika, pa tudi na visoko zapletenih strukturah naprednih tehnoloških področij, kot so letalski motorji, raketna letala in avtomobilski motorji. .Oprema za lasersko varjenje je odprla nove razvojne priložnosti.
Čas objave: 16. december 2021