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激光焊接是掌控智能化、自動化制造業(yè)未來的關(guān)鍵技術(shù)

發(fā)布時間:2025-07-15   點擊次數(shù):87

1. 激光焊接:智能制造加工的革新之道

1.1 焊接加工:工業(yè)生產(chǎn)的“縫合藝術(shù)”

焊接,這一被譽為工業(yè)生產(chǎn)的“縫合藝術(shù)”,在制造業(yè)中占據(jù)著舉足輕重的地位。它不僅是一種基礎(chǔ)加工手段,更在推動工業(yè)發(fā)展、促進產(chǎn)品技術(shù)進步以及提升國民經(jīng)濟效益方面發(fā)揮著不可替代的作用。通過加熱或加壓,或兩者并用,焊接技術(shù)使得被焊工件(無論是同種還是異種材質(zhì))能夠?qū)崿F(xiàn)原子或分子間的結(jié)合,從而形成永久性的連接。這種加工方法廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各個領(lǐng)域,其技術(shù)水平直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量、可靠性、使用壽命以及生產(chǎn)成本和效率。

當前,電弧焊在焊接領(lǐng)域的應(yīng)用最為廣泛。它通過焊接電源形成的電弧為金屬焊接提供所需能量,使得填充材料與母材共同熔化并在連接處形成熔池。隨著液態(tài)金屬的冷卻凝固,一個牢固的焊接接頭便得以形成,進而實現(xiàn)工件的完美連接。未來,隨著自動化技術(shù)的不斷發(fā)展,自動化機器人焊接設(shè)備有望逐步替代傳統(tǒng)的焊接設(shè)備,進一步推動焊接加工的智能化升級。
1.2 激光焊接:精密與高效并存,引領(lǐng)新生產(chǎn)力的潮流

激光焊接,作為激光熔化焊接的重要分支,通過高強度激光束直接作用于金屬表面,聚焦形成一個能量密集的熱源區(qū)域,從而實現(xiàn)對金屬的精確熔化與連接。這一技術(shù)涵蓋了熱傳導焊、深熔焊、復(fù)合焊接、激光釬焊及激光傳導焊接等多種方式,靈活適應(yīng)不同的加工場景。

激光焊接憑借其高精度、高效率的特點,以及易于與自動化技術(shù)集成的優(yōu)勢,正成為智能制造轉(zhuǎn)型的重要推手。相較于電阻焊、氬弧焊、等離子等傳統(tǒng)焊接技術(shù),激光焊接展現(xiàn)出更高的熔深比、更小的熱變形、更高的加工效率與精度,從而更易實現(xiàn)自動化集成。這一技術(shù)完美契合了新質(zhì)生產(chǎn)力對于智能化、自動化、綠色化、高效化的追求。隨著高端精密制造領(lǐng)域?qū)庸ぞ扰c效率要求的不斷提升,以及激光加工成本的逐步下降,激光焊接有望在未來逐步替代傳統(tǒng)的焊接方式。
1.3 產(chǎn)業(yè)鏈全景:國內(nèi)市場蓬勃發(fā)展,預(yù)計2023年市場規(guī)模將達百億

激光焊接機,這一集成了激光器與焊接頭的精密設(shè)備,其核心部件激光器猶如加工過程中的“心臟”,源源不斷地提供動力。而工作臺,則通過移動平臺與運動控制系統(tǒng)的高度協(xié)同,確保焊接的精準度與效率。激光焊接自動化成套設(shè)備,更是將激光焊接技術(shù)推向了一個新的高度,通過自動化系統(tǒng)軟件與應(yīng)用環(huán)境設(shè)計的深度融合,實現(xiàn)了一站式、全自動的作業(yè)流程。

從產(chǎn)業(yè)鏈的視角來看,激光焊接涉及多個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。上游領(lǐng)域,激光器、數(shù)控系統(tǒng)、機械部件及電源部件等核心組件的制造與研發(fā)至關(guān)重要。其中,激光器作為激光加工的動力源泉,其性能直接影響著加工效果。數(shù)控系統(tǒng),則猶如工業(yè)機器人的“大腦”,通過先進的運動控制算法和技術(shù),確保機器人的穩(wěn)定與精準。

中游則是激光焊接設(shè)備的制造與銷售環(huán)節(jié)。這些設(shè)備不僅包括手持焊設(shè)備,更涵蓋了自動化集成焊接設(shè)備,滿足了不同客戶的需求。下游則是各類應(yīng)用場景的拓展,如消費電子、動力電池、汽車制造等領(lǐng)域的深入挖掘,將進一步推動激光焊接技術(shù)的普及與發(fā)展。

2. 高端精密制造行業(yè)的崛起,激增了激光焊接設(shè)備的需求

2.1 3C領(lǐng)域:電子設(shè)備朝高端精密化演進,激光加工技術(shù)成為不可或缺的工藝

隨著電子技術(shù)、5G技術(shù)和人工智能的飛速發(fā)展,全球電子消費產(chǎn)品正經(jīng)歷著智能化、輕薄化、無線化等革新。這些產(chǎn)品的功能日益豐富,技術(shù)精度也持續(xù)提高,從而對精密加工技術(shù)的需求不斷攀升。特別是在光通信領(lǐng)域,對加工精度的要求達到了前所未有的高度。激光焊接技術(shù)憑借其非接觸性、高精度、牢固的焊縫、高生產(chǎn)效率以及柔性化等獨特優(yōu)勢,能夠?qū)崿F(xiàn)對消費電子產(chǎn)品的精細微加工,完美契合3C產(chǎn)品對速度、穩(wěn)定性、可靠性和美觀度的綜合要求。因此,激光焊接技術(shù)有望在未來逐步取代傳統(tǒng)焊接方法,推動整個行業(yè)的迅猛發(fā)展。
2.2 汽車行業(yè):激光焊接推動輕量化進程,提升車身強度與裝配精度
隨著國家《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》的推進,汽車輕量化成為行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。至2020年,汽車整備質(zhì)量相較于2015年需減重10%,至2025年更需減重20%,至2030年則要達到35%的減重目標。在這一背景下,激光焊接技術(shù)憑借其獨特優(yōu)勢,在汽車生產(chǎn)中發(fā)揮著越來越重要的作用。相較于傳統(tǒng)的焊接方法,如電阻焊和二氧化碳氣體保護焊,激光焊接不僅能降低車身重量,還能顯著提高車身裝配的精度,同時增強車身的強度,并降低沖壓和裝配成本。
汽車工業(yè)的持續(xù)轉(zhuǎn)型升級,為激光焊接技術(shù)的進一步應(yīng)用創(chuàng)造了有利條件。中國,作為全球汽車工業(yè)的重要一員,近年來汽車銷量持續(xù)穩(wěn)定增長,這為激光焊接設(shè)備在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用提供了廣闊的市場空間。隨著汽車輕量化趨勢的日益明顯,國產(chǎn)激光焊接技術(shù)的不斷突破,以及應(yīng)用滲透率的逐漸提升,激光焊接設(shè)備在汽車工業(yè)中的前景愈發(fā)看好。據(jù)聯(lián)贏激光相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,當前國內(nèi)激光焊接在汽車產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用率約為20%-25%,而歐美發(fā)達國家已達到60%以上,這預(yù)示著國內(nèi)汽車激光焊接市場潛力巨大。

此外,鋰電池領(lǐng)域的快速發(fā)展也為激光焊接設(shè)備帶來了新的增長點。在動力及儲能電池的制造過程中,激光焊接技術(shù)發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。方殼動力電池需要經(jīng)過多個激光焊接環(huán)節(jié),而4680大圓柱電池的推出更是進一步提升了激光焊接的需求。與此同時,“碳中和”目標的推動下,儲能設(shè)備的市場需求也在不斷加速,這將進一步拉動激光焊接設(shè)備的需求增長。

3. 三重推動力:機器換人、設(shè)備升級與國產(chǎn)替代

激光焊接設(shè)備的廣泛應(yīng)用,受到了三重驅(qū)動力的推動:首先,機器換人成為趨勢。焊接環(huán)境往往惡劣,如廢氣、粉塵、強光等,同時國內(nèi)焊工短缺,人力成本上升,這些都促使制造業(yè)企業(yè)尋求工業(yè)自動化焊接設(shè)備的替代方案。其次,設(shè)備升級的需求日益顯現(xiàn)。激光焊接技術(shù)相較于傳統(tǒng)焊接方式,具有高精度、高效率以及易于集成自動化等顯著優(yōu)勢。隨著中國制造業(yè)向高端化轉(zhuǎn)型,各細分領(lǐng)域的自動化水平提升成為迫切需求,這也進一步推動了激光焊接自動化設(shè)備的普及。最后,國產(chǎn)替代成為可能。盡管當前激光焊接設(shè)備國產(chǎn)化程度已較高,但在激光器和軟件環(huán)節(jié),國內(nèi)企業(yè)仍存在較大的提升空間。隨著國產(chǎn)激光器企業(yè)如銳科激光、杰普特的技術(shù)進步,以及軟件環(huán)節(jié)如柏楚電子、金橙子的布局,未來國產(chǎn)化替代的潛力將進一步釋放。

4. 核心目標

在激光焊接產(chǎn)業(yè)鏈中,有幾個值得特別關(guān)注的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和優(yōu)質(zhì)標的。首先,激光器環(huán)節(jié),銳科激光以其連續(xù)光纖激光器技術(shù)脫穎而出,而杰普特則在MOPA激光器領(lǐng)域占據(jù)一席之地。其次,設(shè)備環(huán)節(jié),聯(lián)贏激光專注于激光焊接領(lǐng)域并具備激光器自制能力,逸飛激光則擅長圓柱全極耳鋰電激光焊接,大族激光和華工科技作為激光設(shè)備綜合供應(yīng)商也備受矚目。最后,在軟件環(huán)節(jié),柏楚電子的免示教智能焊接系統(tǒng)和金橙子的振鏡焊接控制系統(tǒng)均具有較高的技術(shù)水平和市場潛力。