Навіны - Лазерная зварка: асноўная вытворчая тэхналогія ў новай энергетычнай галіне

1.1 Лазерная зварка займае цэнтральную частку галіны і мае лепшыя перспектывы росту, чым рэзка і маркіроўка

Абсталяванне для лазернай зваркізнаходзіцца ў сярэдзіне прамысловага ланцужка. Вышэйшая частка ланцужка лазернай прамысловасці ўключае аптычныя матэрыялы, аптычныя кампаненты і прылады, механічныя дэталі і г.д. Сярэдняя частка складаецца з лазераў і лазернага абсталявання. Лазеры з'яўляюцца асноўнымі кампанентамі лазернага абсталявання, а абсталяванне для лазернай апрацоўкі ў асноўным уключае лазерную рэзку, лазерную зварку і лазерную маркіроўку. Ніжэйшая частка галін у асноўным уключае літыевыя батарэі, паўправаднікі, фотаэлектрыку, бытавую электроніку і г.д.

Рынак лазераў мае велізарны патэнцыял, прычым дамінуюць валаконныя лазеры, у той час як цвёрдацельныя лазеры падыходзяць для тонкай мікраапрацоўкі. Згодна са статыстыкай Laser Focus World, аб'ём сусветнага рынку лазераў павялічыўся з 13,07 млрд долараў у 2017 годзе да 16,01 млрд долараў у 2020 годзе са сукупным гадавым тэмпам росту 13,37%. Для параўнання, рынак лазераў у Кітаі вырас з 6,95 млрд долараў у 2017 годзе да 10,91 млрд долараў у 2020 годзе са сукупным гадавым тэмпам росту 16,22%. З 2017 па 2020 год доля Кітая на сусветным рынку лазераў павялічылася з 53,2% да 68,1%. У 2020 годзе прамысловыя лазеры складалі 32,2% сусветнага рынку лазераў, што робіць прамысловы сектар асноўным прымяненнем. Па тыпу асяроддзя ўзмацнення лазеры ў асноўным ўключаюць валаконныя лазеры, цвёрдацельныя лазеры (акрамя валаконных лазераў), вадкасныя лазеры і газавыя лазеры. У 2020 годзе валаконныя лазеры і цвёрдацельныя лазеры складалі 52,7% і 16,7%прамысловае прымяненне лазераўадпаведна, прычым валаконныя лазеры дамінуюць у прамысловым выкарыстанні. У параўнанні з валаконнымі лазерамі, цвёрдацельныя лазеры маюць такія перавагі, як высокая пікавая магутнасць і малыя зоны цеплавога ўздзеяння, што робіць іх прыдатнымі для тонкай мікраапрацоўкі.

YAG-лазеры і валаконныя лазеры маюць свае моцныя бакі. YAG-лазеры — гэта цвёрдацельныя лазеры з крыштальнай матрыцай YAG. Іх перавагі ўключаюць: ① магчымасць адначасовай або сумеснай шматкропкавай зваркі; ② высокую пікавую магутнасць, прыдатную для кропкавай зваркі; ③ нізкі кошт, які прапануе перавагу ў кошце і г.д. У параўнанні з валаконнымі лазерамі, YAG-лазеры маюць пэўныя адрозненні ў якасці прамяня і эфектыўнасці фотаэлектрычнага пераўтварэння. Аднак з-за нізкай пікавай магутнасці валаконных лазераў яны не маюць істотных пераваг перад YAG-лазерамі пры зварцы. У залежнасці ад канкрэтных сцэнарыяў прымянення, як YAG, так і валаконныя лазеры могуць выкарыстоўвацца для зваркі ад акумулятара.

Рэзка, зварка і маркіроўка з'яўляюцца асноўнымі сферамі прымянення прамысловых лазераў. У 2020 годзе рэзка, зварка і маркіроўка складалі 40,62%, 13,52% і 12,6% рынку лазерных прымяненняў адпаведна. Пасля хуткага росту з 2014 па 2017 год абсталяванне для лазернай рэзкі цяпер сутыкаецца з жорсткай цэнавай канкурэнцыяй з-за павелічэння колькасці канкурэнтаў. Маркіроўка - гэта сталае лазернае прымяненне з адносна стабільным рынкам. Выгады ад ростуручная лазерная зваркаі высокі дабрабыт акумулятарных батарэй, якія выкарыстоўваюцца ў вытворчасці, чакаецца, што ў бліжэйшыя некалькі гадоў зварачнае прымяненне будзе падтрымліваць высокія тэмпы росту.

У параўнанні з рэзкай і маркіроўкай, лазерная зварка мае больш высокія тэхнічныя патрабаванні. Лазерная зварка мае карацейшую гісторыю развіцця, чым лазерная рэзка і маркіроўка, і яе працэс таксама больш складаны. У лазернай рэзцы і маркіроўцы лазеры выкарыстоўваюцца для разбурэння паверхні або агульнай структуры матэрыялаў, у той час як лазерная зварка выкарыстоўвае лазеры для плаўлення і аднаўлення структуры матэрыялу. Рэканструкцыя матэрыялу, у параўнанні з простым структурным разбурэннем, патрабуе больш высокіх стандартаў для лазераў і тэхналогій апрацоўкі.

У параўнанні з традыцыйнай зваркай, лазерная зварка мае значныя перавагі. У параўнанні з традыцыйнай кантактнай зваркай, дугавой зваркай і электронна-прамянёвай зваркай, лазерная зварка прапануе такія перавагі, як высокая хуткасць, малая дэфармацыя, нізкія патрабаванні да навакольнага асяроддзя, высокая шчыльнасць магутнасці, устойлівасць да магнітных палёў, прыдатнасць для неправодзячых матэрыялаў, адсутнасць неабходнасці ў вакуумным асяроддзі і адсутнасць рэнтгенаўскага выпраменьвання падчас зваркі. Яна шырока выкарыстоўваецца ў высакаякаснай дакладнай вытворчасці, асабліва ў вытворчасці новых энергетычных транспартных сродкаў і акумулятараў. Акумулятары маюць шматлікія кропкі зваркі з высокімі патрабаваннямі да складанасці і дакладнасці. Унікальныя перавагі лазернай зваркі могуць значна палепшыць бяспеку, надзейнасць, стабільнасць акумулятараў, знізіць выдаткі і падоўжыць тэрмін службы.

Рынак абсталявання для лазернай зваркі хутка расце. З 2016 па 2020 год рынак лазернага абсталявання ў Кітаі вырас з 38,2 млрд юаняў да 69,2 млрд юаняў, са сукупным гадавым тэмпам росту 15,79%. Для параўнання, рынак абсталявання для лазернай зваркі ў Кітаі павялічыўся з 4,17 млрд юаняў да 11,05 млрд юаняў, са сукупным гадавым тэмпам росту 27,59%, апярэджваючы агульны рост лазернага абсталявання.

II. Характарыстыкі лазерных зварачных апаратаў

Высокая дакладнасць: лазерны прамень мае надзвычай малую пляму, што дазваляевысокадакладная зваркаЁн ідэальна падыходзіць для вырабаў, якія патрабуюць высокай дакладнасці зваркі, такіх як электронныя кампаненты і медыцынскія прыборы.
Высокая хуткасць: лазерная зварка хуткая, што значна павышае эфектыўнасць вытворчасці. У параўнанні з традыцыйнымі метадамі зваркі, яна дазваляе выконваць вялікую колькасць зварачных задач за кароткі час.
Малая зона цеплавога ўздзеяння: Лазерная зварка мінімізуе цеплавое пашкоджанне матэрыялаў дзякуючы малой зоне цеплавога ўздзеяння. Гэта азначае меншыя змены ўласцівасцей матэрыялу пасля зваркі, захоўваючы добрыя механічныя характарыстыкі і якасць знешняга выгляду.
Высокая адаптыўнасць: лазерныя зварачныя апараты могуць зварваць розныя матэрыялы, у тым ліку металы, пластмасы і кераміку. Для зваркі розных матэрыялаў неабходна толькі наладзіць параметры лазера.
Высокая аўтаматызацыя: лазерныя зварачныя апараты могуць быць інтэграваны з аўтаматызаваным абсталяваннем для дасягнення аўтаматызаванай вытворчасці, што не толькі павышае эфектыўнасць, але і зніжае выдаткі на працу і інтэнсіўнасць.

3.1 Галіны прымянення лазернай зваркі

Тэхналогія лазернай зваркі шырока выкарыстоўваецца ў розных галінах прамысловасці дзякуючы высокай дакладнасці, хуткасці і гнуткасці. Вось яе асноўныя сферы прымянення:

Аўтамабільная прамысловасць: Лазерная зварка шырока выкарыстоўваецца ў аўтамабільнай вытворчасці, асабліва ў кузавах. Статыстыка паказвае, што больш за 80% сусветных аўтавытворцаў выкарыстоўваюць лазерную зварку для зваркі канструкцый кузава, каб павысіць калянасць і палегчыць вагу. Яна таксама выкарыстоўваецца ў вытворчасці кампанентаў рухавіка, выхлапных сістэм і сістэм падушак бяспекі.
Аэракасмічная прамысловасць: У аэракасмічнай галіне лазерная зварка цэніцца за сваю здольнасць забяспечваць высокатрывалыя злучэнні. Яна выкарыстоўваецца ў вытворчасці фюзеляжаў самалётаў, канструкцый крылаў і кампанентаў касмічных апаратаў для забеспячэння структурнай цэласнасці і лёгкасці. Паводле паведамленняў, лазерная зварка можа знізіць вагу самалёта на 20%, адначасова эканомячы выдаткі.
Медыцынскія прыборы: Лазерная зварка адыгрывае ключавую ролю ў вытворчасці медыцынскіх прылад, асабліва для дакладных дэталяў з нержавеючай сталі і тытанавых сплаваў. Яна дазваляе выконваць чыстую ад забруджвання навакольнае асяроддзе, высокадакладную зварку, якая адпавядае строгім патрабаванням чысціні і дакладнасці для медыцынскіх прылад.
Электронная прамысловасць: У электроніцы лазерная зварка ў асноўным выкарыстоўваецца для ўпакоўкі інтэгральных схем, паўправадніковых прыбораў і оптаэлектронных прылад. Яе невялікая зона цеплавога ўздзеяння памяншае тэрмічнае пашкоджанне адчувальных электронных кампанентаў, што робіць яе шырока выкарыстоўванай у зборцы электронікі высокай шчыльнасці.
Дакладныя прыборы: У вытворчасці дакладных прыбораў лазерная зварка выкарыстоўваецца ў гадзінніках, ювелірных вырабах і іншых прадметах раскошы дзякуючы сваёй здольнасці дасягаць высокай дакладнасці,высакаякасная зваркаГэта забяспечвае вытанчаны знешні выгляд і доўгатэрміновую стабільнасць гэтых вырабаў.