۱.۱ جوشکاری لیزری بخش میانی صنعت را اشغال کرده و چشمانداز رشد بهتری نسبت به برش و علامتگذاری دارد
تجهیزات جوشکاری لیزریدر زنجیره صنعتی میانی قرار دارد. زنجیره صنعت لیزر شامل مواد نوری، قطعات و دستگاههای نوری، قطعات مکانیکی و غیره است. زنجیره میانی شامل لیزرها و تجهیزات لیزری است. لیزرها اجزای اصلی تجهیزات لیزری هستند و تجهیزات پردازش لیزری عمدتاً شامل برش لیزری، جوشکاری لیزری و تجهیزات علامتگذاری لیزری است. حوزههای پاییندستی عمدتاً شامل باتریهای لیتیومی، نیمهرساناها، فتوولتائیکها، لوازم الکترونیکی مصرفی و غیره هستند.
بازار لیزر پتانسیل عظیمی دارد، به طوری که لیزرهای فیبری کاربردهای غالب را تشکیل میدهند، در حالی که لیزرهای حالت جامد برای میکروماشینکاری ظریف مناسب هستند. طبق آمار Laser Focus World، اندازه بازار جهانی لیزر از ۱۳.۰۷ میلیارد دلار در سال ۲۰۱۷ به ۱۶.۰۱ میلیارد دلار در سال ۲۰۲۰ با نرخ رشد مرکب سالانه ۱۳.۳۷ درصد افزایش یافته است. در مقایسه، بازار لیزر چین از ۶.۹۵ میلیارد دلار در سال ۲۰۱۷ به ۱۰.۹۱ میلیارد دلار در سال ۲۰۲۰ با نرخ رشد مرکب سالانه ۱۶.۲۲ درصد افزایش یافته است. از سال ۲۰۱۷ تا ۲۰۲۰، سهم چین از بازار جهانی لیزر از ۵۳.۲ درصد به ۶۸.۱ درصد افزایش یافته است. در سال ۲۰۲۰، لیزرهای صنعتی ۳۲.۲ درصد از بازار جهانی لیزر را به خود اختصاص دادند و بخش صنعتی را به کاربرد اصلی پاییندستی تبدیل کردند. لیزرها که بر اساس محیط بهره طبقهبندی میشوند، عمدتاً شامل لیزرهای فیبری، لیزرهای حالت جامد (به استثنای لیزرهای فیبری)، لیزرهای مایع و لیزرهای گازی هستند. در سال ۲۰۲۰، لیزرهای فیبری و لیزرهای حالت جامد به ترتیب ۵۲.۷٪ و ۱۶.۷٪ از کل بازار را به خود اختصاص دادند.کاربردهای لیزر صنعتیبه ترتیب، لیزرهای فیبری کاربرد صنعتی غالبی دارند. در مقایسه با لیزرهای فیبری، لیزرهای حالت جامد مزایایی مانند توان پیک بالا و مناطق تحت تأثیر حرارت کوچک دارند که آنها را برای ماشینکاری میکرو مناسب میکند.
لیزرهای YAG و لیزرهای فیبری هر کدام نقاط قوت خود را دارند. لیزرهای YAG لیزرهای حالت جامد با ماتریس کریستالی YAG هستند. مزایای آنها عبارتند از: ① قابلیت جوشکاری چند نقطهای همزمان یا اشتراک زمانی؛ ② توان پیک بالا، مناسب برای جوشکاری نقطهای؛ ③ هزینه پایین، ارائه مزیت هزینه و غیره. در مقایسه با لیزرهای فیبری، لیزرهای YAG شکافهای خاصی در کیفیت پرتو و راندمان تبدیل فوتوالکتریک دارند. با این حال، به دلیل توان پیک پایین لیزرهای فیبری، آنها مزایای قابل توجهی نسبت به لیزرهای YAG در جوشکاری ندارند. بسته به سناریوهای کاربردی خاص، میتوان از هر دو لیزر YAG و فیبری در جوشکاری باتریهای قدرتی استفاده کرد.
برش، جوشکاری و علامتگذاری از کاربردهای اصلی پاییندستی لیزرهای صنعتی هستند. در سال 2020، برش، جوشکاری و علامتگذاری به ترتیب 40.62٪، 13.52٪ و 12.6٪ از بازار کاربرد لیزر را به خود اختصاص دادند. پس از رشد سریع از سال 2014 تا 2017، تجهیزات برش لیزر اکنون به دلیل افزایش رقبا با رقابت شدید قیمتی روبرو هستند. علامتگذاری یک کاربرد بالغ لیزر با بازاری نسبتاً پایدار است. بهرهمندی از ظهورجوشکاری لیزری دستیو با توجه به رونق بالای باتریهای برق پاییندستی، انتظار میرود کاربرد جوشکاری در چند سال آینده رشد بالایی را حفظ کند.
در مقایسه با برش و علامتگذاری، جوشکاری لیزری الزامات فنی بالاتری دارد. جوشکاری لیزری سابقه توسعه کوتاهتری نسبت به برش و علامتگذاری لیزری دارد و دشواری فرآیند آن نیز بیشتر است. برش و علامتگذاری لیزری از لیزر برای تخریب سطح یا ساختار کلی مواد استفاده میکند، در حالی که جوشکاری لیزری از لیزر برای ذوب و بازسازی ساختارهای مواد استفاده میکند. بازسازی مواد، در مقایسه با تخریب ساختاری ساده، به استانداردهای بالاتری برای لیزر و تکنیکهای پردازش نیاز دارد.
در مقایسه با جوشکاری سنتی، جوشکاری لیزری مزایای قابل توجهی دارد. در مقایسه با جوشکاری مقاومتی سنتی، جوشکاری قوسی و جوشکاری پرتو الکترونی، جوشکاری لیزری مزایایی مانند سرعت بالا، تغییر شکل کوچک، الزامات محیطی کم، چگالی توان بالا، ایمنی در برابر میدانهای مغناطیسی، قابلیت استفاده در مواد غیر رسانا، عدم نیاز به محیط خلاء و عدم تولید اشعه ایکس در حین جوشکاری را ارائه میدهد. این روش به طور گسترده در تولید دقیق و با کیفیت بالا، به ویژه در وسایل نقلیه با انرژی جدید و صنایع باتریهای برقی استفاده میشود. باتریهای برقی شامل نقاط جوشکاری متعددی با سختی و الزامات دقت بالا هستند. مزایای منحصر به فرد جوشکاری لیزری میتواند ایمنی، قابلیت اطمینان، ثبات، کاهش هزینهها و افزایش عمر مفید باتری را به طور قابل توجهی بهبود بخشد.
بازار تجهیزات جوشکاری لیزری به سرعت در حال رشد است. از سال ۲۰۱۶ تا ۲۰۲۰، بازار تجهیزات لیزر چین از ۳۸.۲ میلیارد یوان به ۶۹.۲ میلیارد یوان با نرخ رشد مرکب سالانه ۱۵.۷۹ درصد افزایش یافته است. در مقایسه، بازار تجهیزات جوشکاری لیزری چین از ۴.۱۷ میلیارد یوان به ۱۱.۰۵ میلیارد یوان با نرخ رشد مرکب سالانه ۲۷.۵۹ درصد گسترش یافته است که از رشد کلی تجهیزات لیزر پیشی گرفته است.
دوم. ویژگیهای دستگاههای جوشکاری لیزری
- دقت بالا: پرتو لیزر نقطه بسیار کوچکی دارد که امکان ...جوشکاری با دقت بالااین روش برای محصولاتی که نیاز به دقت جوشکاری بالا دارند، مانند قطعات الکترونیکی و دستگاههای پزشکی، ایدهآل است.
- سرعت بالا: جوشکاری لیزر سریع است و به طور قابل توجهی راندمان تولید را بهبود میبخشد. در مقایسه با روشهای جوشکاری سنتی، میتواند تعداد زیادی کار جوشکاری را در مدت زمان کوتاهی انجام دهد.
- ناحیه تحت تأثیر حرارت کوچک: جوشکاری لیزر به دلیل ناحیه تحت تأثیر حرارت کوچک، آسیب حرارتی به مواد را به حداقل میرساند. این به معنای تغییر کمتر در خواص مواد پس از جوشکاری، حفظ عملکرد مکانیکی خوب و کیفیت ظاهری است.
- سازگاری قوی: دستگاههای جوشکاری لیزر میتوانند مواد مختلفی از جمله فلزات، پلاستیکها و سرامیکها را جوش دهند. برای جوشکاری مواد مختلف، فقط باید پارامترهای لیزر تنظیم شوند.
- اتوماسیون بالا: دستگاههای جوشکاری لیزر میتوانند با تجهیزات خودکار ادغام شوند تا به تولید خودکار دست یابند، که نه تنها باعث بهبود کارایی میشود، بلکه هزینهها و شدت کار را نیز کاهش میدهد.
۳.۱ زمینههای کاربردی جوشکاری لیزری
فناوری جوشکاری لیزر به دلیل دقت، سرعت و انعطافپذیری بالا، به طور گسترده در صنایع مختلف مورد استفاده قرار میگیرد. در اینجا زمینههای اصلی کاربرد آن آمده است:
- صنعت خودرو: جوشکاری لیزری به طور گسترده در تولید خودرو، به ویژه در ساخت بدنه، مورد استفاده قرار میگیرد. آمارها نشان میدهد که بیش از ۸۰٪ خودروسازان جهانی از جوشکاری لیزری برای جوشکاری ساختار بدنه برای افزایش استحکام و سبکی استفاده میکنند. همچنین در تولید قطعات موتور، سیستمهای اگزوز و سیستمهای کیسه هوا نیز استفاده میشود.
- هوافضا: در هوافضا، جوشکاری لیزری به دلیل توانایی آن در ایجاد اتصالات با استحکام بالا ارزشمند است. از این روش در ساخت بدنه هواپیما، سازه بال و اجزای فضاپیما برای اطمینان از یکپارچگی سازه و سبک بودن استفاده میشود. گزارشها نشان میدهد که جوشکاری لیزری میتواند ضمن صرفهجویی در هزینهها، وزن هواپیما را تا 20 درصد کاهش دهد.
- تجهیزات پزشکی: جوشکاری لیزر نقش کلیدی در تولید تجهیزات پزشکی، به ویژه برای قطعات دقیق ساخته شده از فولاد ضد زنگ و آلیاژهای تیتانیوم، ایفا میکند. این روش جوشکاری بدون آلودگی و با دقت بالا را امکانپذیر میسازد و الزامات سختگیرانه نظافت و دقت برای تجهیزات پزشکی را برآورده میکند.
- صنعت الکترونیک: در الکترونیک، جوشکاری لیزر عمدتاً برای بستهبندی مدارهای مجتمع، دستگاههای نیمههادی و دستگاههای اپتوالکترونیکی استفاده میشود. منطقه تحت تأثیر حرارت کوچک آن، آسیب حرارتی به قطعات الکترونیکی حساس را کاهش میدهد و آن را به طور گسترده در مونتاژ الکترونیکی با چگالی بالا مورد استفاده قرار میدهد.
- ابزار دقیق: در تولید ابزار دقیق، جوشکاری لیزر به دلیل توانایی آن در دستیابی به دقت بالا، در ساعتها، جواهرات و سایر کالاهای لوکس مورد استفاده قرار میگیرد.جوشکاری با کیفیت بالااین امر ظاهر نفیس و پایداری طولانی مدت این محصولات را تضمین میکند.
زمان ارسال: ۱۲ نوامبر ۲۰۲۵
