1.1 Spawanie laserowe zajmuje środkową część branży i ma lepsze perspektywy rozwoju niż cięcie i znakowanie
Sprzęt do spawania laserowegoznajduje się w środkowej części łańcucha przemysłowego. Górna część łańcucha przemysłowego laserów obejmuje materiały optyczne, komponenty i urządzenia optyczne, części mechaniczne itp. Dolna część łańcucha obejmuje lasery i urządzenia laserowe. Lasery stanowią podstawowe komponenty urządzeń laserowych, a urządzenia do obróbki laserowej obejmują głównie urządzenia do cięcia laserowego, spawania laserowego i znakowania laserowego. Dolna część łańcucha obejmuje głównie baterie litowe, półprzewodniki, ogniwa fotowoltaiczne, elektronikę użytkową itp.
Rynek laserów ma ogromny potencjał, przy czym lasery światłowodowe dominują w zastosowaniach, podczas gdy lasery na ciele stałym nadają się do precyzyjnej mikroobróbki. Według statystyk Laser Focus World, globalny rynek laserów wzrósł z 13,07 mld USD w 2017 r. do 16,01 mld USD w 2020 r., przy CAGR wynoszącym 13,37%. Dla porównania, chiński rynek laserów wzrósł z 6,95 mld USD w 2017 r. do 10,91 mld USD w 2020 r., przy CAGR wynoszącym 16,22%. Od 2017 r. do 2020 r. udział Chin w globalnym rynku laserów wzrósł z 53,2% do 68,1%. W 2020 r. lasery przemysłowe stanowiły 32,2% globalnego rynku laserów, co czyni sektor przemysłowy głównym zastosowaniem downstream. Lasery, klasyfikowane według ośrodka wzmocnienia, obejmują głównie lasery światłowodowe, lasery na ciele stałym (z wyłączeniem laserów światłowodowych), lasery ciekłe i lasery gazowe. W 2020 roku lasery światłowodowe i lasery na ciele stałym stanowiły odpowiednio 52,7% i 16,7%przemysłowe zastosowania laserówodpowiednio, przy czym lasery światłowodowe dominują w zastosowaniach przemysłowych. W porównaniu z laserami światłowodowymi, lasery półprzewodnikowe mają zalety, takie jak wysoka moc szczytowa i małe strefy wpływu ciepła, co czyni je odpowiednimi do precyzyjnej mikroobróbki.
Zarówno lasery YAG, jak i lasery światłowodowe mają swoje mocne strony. Lasery YAG to lasery na ciele stałym z matrycą krystaliczną YAG. Ich zalety to: ① możliwość jednoczesnego lub współdzielonego spawania wielopunktowego; ② wysoka moc szczytowa, odpowiednia do spawania punktowego; ③ niski koszt, zapewniający przewagę kosztową itp. W porównaniu z laserami światłowodowymi, lasery YAG charakteryzują się pewnymi lukami w jakości wiązki i wydajności konwersji fotoelektrycznej. Jednak ze względu na niską moc szczytową laserów światłowodowych nie mają one znaczących zalet w porównaniu z laserami YAG w spawaniu. W zależności od konkretnych zastosowań, zarówno lasery YAG, jak i światłowodowe mogą być używane do spawania akumulatorowego.
Cięcie, spawanie i znakowanie to główne zastosowania laserów przemysłowych. W 2020 roku cięcie, spawanie i znakowanie stanowiły odpowiednio 40,62%, 13,52% i 12,6% rynku zastosowań laserowych. Po dynamicznym wzroście w latach 2014–2017, urządzenia do cięcia laserowego stoją obecnie w obliczu silnej konkurencji cenowej ze względu na rosnącą liczbę konkurentów. Znakowanie to dojrzałe zastosowanie laserów o stosunkowo stabilnym rynku. Korzystając z rozwojuręczne spawanie laserowea biorąc pod uwagę dużą popularność akumulatorów zasilających, można się spodziewać, że zastosowanie spawalnictwa utrzyma wysoki poziom wzrostu w ciągu najbliższych kilku lat.
W porównaniu z cięciem i znakowaniem, spawanie laserowe stawia wyższe wymagania techniczne. Spawanie laserowe ma krótszą historię rozwoju niż cięcie i znakowanie laserowe, a jego proces jest również bardziej skomplikowany. Cięcie i znakowanie laserowe wykorzystuje lasery do niszczenia powierzchni lub ogólnej struktury materiałów, podczas gdy spawanie laserowe wykorzystuje lasery do topienia i rekonstrukcji struktur materiałowych. Rekonstrukcja materiału, w porównaniu z prostym niszczeniem struktury, wymaga wyższych standardów laserów i technik obróbki.
W porównaniu ze spawaniem tradycyjnym, spawanie laserowe ma znaczące zalety. W porównaniu z tradycyjnym spawaniem oporowym, spawaniem łukowym i spawaniem wiązką elektronów, spawanie laserowe oferuje takie korzyści, jak wysoka prędkość, niewielkie odkształcenia, niskie wymagania środowiskowe, wysoka gęstość mocy, odporność na pola magnetyczne, możliwość stosowania do materiałów nieprzewodzących, brak konieczności stosowania środowiska próżniowego oraz brak promieniowania rentgenowskiego podczas spawania. Jest ono szeroko stosowane w produkcji precyzyjnej, szczególnie w pojazdach nowej generacji i w przemyśle akumulatorów. Akumulatory wymagają spawania wielu punktów o wysokim stopniu trudności i precyzji. Wyjątkowe zalety spawania laserowego mogą znacząco poprawić bezpieczeństwo, niezawodność i powtarzalność pracy akumulatorów, obniżyć koszty i wydłużyć ich żywotność.
Rynek urządzeń do spawania laserowego dynamicznie rośnie. W latach 2016–2020 chiński rynek urządzeń laserowych wzrósł z 38,2 mld juanów do 69,2 mld juanów, przy średniorocznym tempie wzrostu (CAGR) na poziomie 15,79%. Dla porównania, chiński rynek urządzeń do spawania laserowego wzrósł z 4,17 mld juanów do 11,05 mld juanów, przy średniorocznym tempie wzrostu (CAGR) na poziomie 27,59%, przewyższając tym samym ogólny wzrost rynku urządzeń laserowych.
II. Charakterystyka urządzeń do spawania laserowego
- Wysoka precyzja: wiązka laserowa ma wyjątkowo małą powierzchnię, co umożliwiaspawanie o wysokiej precyzjiIdealnie nadaje się do produktów wymagających dużej dokładności spawania, takich jak podzespoły elektroniczne i urządzenia medyczne.
- Wysoka prędkość: Spawanie laserowe jest szybkie, co znacznie poprawia wydajność produkcji. W porównaniu z tradycyjnymi metodami spawania, pozwala na wykonanie dużej liczby zadań spawalniczych w krótkim czasie.
- Mała strefa wpływu ciepła: Spawanie laserowe minimalizuje uszkodzenia cieplne materiałów dzięki małej strefie wpływu ciepła. Oznacza to mniejsze zmiany właściwości materiału po spawaniu, przy jednoczesnym zachowaniu dobrych właściwości mechanicznych i jakości wyglądu.
- Duża elastyczność: Spawarki laserowe mogą spawać różne materiały, w tym metale, tworzywa sztuczne i ceramikę. Do spawania różnych materiałów wystarczy jedynie dostosować parametry lasera.
- Wysoki poziom automatyzacji: Maszyny do spawania laserowego można integrować ze sprzętem automatycznym, co pozwala na automatyzację produkcji, co nie tylko zwiększa wydajność, ale także obniża koszty i intensywność pracy.
3.1 Obszary zastosowań spawania laserowego
Technologia spawania laserowego jest szeroko stosowana w wielu gałęziach przemysłu ze względu na wysoką precyzję, szybkość i elastyczność. Oto jej główne obszary zastosowań:
- Przemysł motoryzacyjny: Spawanie laserowe jest szeroko stosowane w produkcji samochodów, zwłaszcza w konstrukcji nadwozi. Statystyki pokazują, że ponad 80% światowych producentów samochodów wykorzystuje spawanie laserowe do spawania konstrukcji nadwozia w celu zwiększenia sztywności i zmniejszenia masy. Spawanie laserowe jest również wykorzystywane w produkcji elementów silników, układów wydechowych i poduszek powietrznych.
- Lotnictwo i kosmonautyka: W lotnictwie i kosmonautyce spawanie laserowe jest cenione ze względu na swoją zdolność do zapewniania połączeń o wysokiej wytrzymałości. Jest ono stosowane w produkcji kadłubów samolotów, konstrukcji skrzydeł i elementów statków kosmicznych, aby zapewnić integralność strukturalną i lekkość. Raporty wskazują, że spawanie laserowe może zmniejszyć masę samolotu o 20%, jednocześnie obniżając koszty.
- Urządzenia medyczne: Spawanie laserowe odgrywa kluczową rolę w produkcji urządzeń medycznych, szczególnie w przypadku precyzyjnych części ze stali nierdzewnej i stopów tytanu. Umożliwia ono spawanie bez zanieczyszczeń i z wysoką precyzją, spełniając surowe wymagania dotyczące czystości i dokładności dla urządzeń medycznych.
- Przemysł elektroniczny: W elektronice spawanie laserowe jest wykorzystywane głównie do pakowania układów scalonych, półprzewodników i urządzeń optoelektronicznych. Mała strefa wpływu ciepła zmniejsza uszkodzenia termiczne delikatnych elementów elektronicznych, co czyni je szeroko stosowanymi w montażu elektronicznym o dużej gęstości.
- Precyzyjne instrumenty: W produkcji precyzyjnych instrumentów spawanie laserowe jest stosowane w zegarkach, biżuterii i innych towarach luksusowych ze względu na możliwość uzyskania wysokiej precyzji,wysokiej jakości spawanieGwarantuje to doskonały wygląd i długoterminową stabilność tych produktów.
Czas publikacji: 12 listopada 2025 r.
