在以往幾年中,激光技術迅速發展,激光切割機已經廣泛應用於(yu) 金屬加工中,但激光焊接機並沒有得到很好的重視。其中一個(ge) 原因是激光焊接機的市場規模較小,一些從(cong) 事激光焊接的企業(ye) 規模都很難做大。但近幾年,隨著汽車、電池、光通信、電子製造、鈑金等幾個(ge) 主要領域對激光焊接需求快速增加,激光焊接的市場規模逐步擴大。
近些年,隨著激光器功率的不斷提升和價(jia) 格的持續下降,更重要的是半導體(ti) 激光器、光纖激光器逐漸開發了激光焊接應用場景,破除了原來激光焊接的技術瓶頸,擴大了其應用場景,打開新的市場空間。招商證券預測,激光焊接設備行業(ye) 在2025年市場規模將超300億(yi) ,其中動力電池行業(ye) 將貢獻主要增量達到約200億(yi) 。
目前,激光焊接市場的玩家有聯贏激光、德國通快、大族激光、華工科技、海目星、逸飛激光等以激光設備為(wei) 主業(ye) 的設備供應商,以及銳科激光、創鑫激光、飛博激光等專(zhuan) 業(ye) 的激光器供應商也有少量歸為(wei) 激光焊接設備的產(chan) 品,如用於(yu) 焊接的激光器、激光手持焊等。其中,主要玩家還數聯贏激光,是國內(nei) 激光焊接設備行業(ye) 的領頭羊。下麵來看看,激光焊接的這條新賽道發展究竟如何?
一、激光焊接優(you) 點突出,滲透率將不斷提升
(1)激光焊接將成為(wei) 激光加工技術下一個(ge) 階段技術迭代的主要方向
作為(wei) 新興(xing) 技術的代表,激光行業(ye) 過去10年表現出明顯的成長性。據《fun88官网平台產(chan) 業(ye) 發展報告》統計,2021年全球激光設備銷售收入達到210億(yi) 美元,其中我國激光設備銷售收入達到821億(yi) 元,同比增長約18.64%,大約占全球激光設備市場的60%,且自2011年以來,我國激光設備市場規模每年都保持著正增長。我們(men) 判斷激光加工作為(wei) 一種新興(xing) 的、先進的加工方式,將迎來下一個(ge) 快速發展的“黃金十年”。


在所有的激光設備中,用於(yu) 工業(ye) 加工的比例,大約占60%。焊接是激光工業(ye) 應用的主要場景之一,是利用高能量密度的激光束作為(wei) 熱源的高效、精密的焊接方法。
從(cong) 技術突破的路徑上來看,我國激光設備沿著打標、鈑金切割、焊接、微納加工的方向不斷突破,目前打標和鈑金切割設備的技術已比較成熟,技術迭代已放緩;焊接和微納加工,將是激光加工技術下一個(ge) 階段技術迭代的主要方向。相較於(yu) 激光切割和激光打標來說,激光焊接非標準化屬性更加明顯,對加工精度和運動控製的要求也更高,有更深的技術know-how。

據統計,我國的工業(ye) 激光器中僅(jin) 12%用於(yu) 激光焊接(2019年數據),遠低於(yu) 切割的39%。我們(men) 預計未來用於(yu) 焊接的激光器的比例,有望占到20%左右。

(2)激光焊接成長性較好,未來滲透率將不斷提升
《fun88官网平台產(chan) 業(ye) 發展報告》統計,2021年我國激光成套設備銷售收入為(wei) 66.5億(yi) 元,同比增長29.88%,占fun88官网平台設備銷售總額的8.1%,我們(men) 預計未來該占比仍會(hui) 逐步提升;由於(yu) 該報告未將應用於(yu) 汽車行業(ye) 的激光焊接機器人等統計在內(nei) ,我們(men) 認為(wei) 國內(nei) 實際的激光焊接設備市場規模應略高於(yu) 該值,估計在100億(yi) 左右。


我們(men) 預計未來我國激光焊接設備行業(ye) 規模仍將較快速增長,主要依據有以下幾點:
第一,作為(wei) 一種新興(xing) 的焊接方式,我國激光焊接的滲透率還很低,提升空間大。根據中國電器工業(ye) 協會(hui) (電焊機分會(hui) )的統計數據,2020年我國各類電焊機產(chan) 量為(wei) 1109萬(wan) 台。2020年我國激光焊接設備市場規模為(wei) 51.2億(yi) 元,其中作為(wei) 我國激光焊接設備的龍頭企業(ye) 聯贏激光當年的年營收為(wei) 8.7億(yi) 元。根據聯贏激光公告,2020年聯贏激光共生產(chan) 激光器及焊接機共701台;若簡單假設聯贏激光在激光焊接設備領域的銷售額市占率約等於(yu) 其產(chan) (銷)量市占率,由此推算2020年我國激光焊接設備在電焊機中的滲透率尚不足1%。長期來看,隨著技術的不斷成熟,和核心零部件成本的不斷下降,激光焊接的滲透率將持續提升。

第二,相比傳(chuan) 統的焊接工藝,激光焊接在精度、效率等方麵有顯著優(you) 勢。焊接是最常用的材料連接方式之一,按照加工原理不同,焊接分為(wei) 熔化焊、壓力焊和釺焊:
熔化焊:通過熔化基材表麵的部分區域形成熔池,冷卻結晶後形成焊縫,用於(yu) 熔化基材的熱源包括乙炔等燃燒氣體(ti) 、電弧、激光、電子束等;鋰電中的激光焊,就屬於(yu) 熔化焊
釺焊:將低於(yu) 焊件熔點的釺料和焊件同時加熱到釺料熔化溫度後,利用液態釺料填充固態工件的縫隙使金屬連接的焊接方法;按照釺料熔點的高低,分為(wei) 軟釺焊(釺料溫度低於(yu) 450℃)、硬釺焊(釺料溫度高於(yu) 450℃);用於(yu) 熔化焊的熱源,通常也可以用於(yu) 釺焊,除此之外,高溫熱風、高頻電磁感應也可作為(wei) 釺焊熱源;
壓力焊:對焊件施加壓力,使接合麵緊密地接觸產(chan) 生一定的塑性變形而完成焊接的方法,主要包括電阻焊、摩擦焊、擴散焊、超聲波焊等。

激光主要用於(yu) 熔化焊,少數情況下也可作為(wei) 釺焊的熱源,幾乎不用於(yu) 壓力焊。相比傳(chuan) 統的焊接工藝,激光焊接有以下特點和優(you) 勢:
適應的材料更廣:激光焊接不僅(jin) 適合於(yu) 碳鋼的焊接,也更加適合鋁、銅等有色金屬的焊接,尤其是對焊接精度要求高的薄鋁板等材料;基於(yu) 微納激光、超快激光等新興(xing) 技術,激光焊接甚至可以應用到有機玻璃之間的焊接;
更大深寬比:激光焊接功率密度更高,可實現10倍以上的深寬比,高功率激光對於(yu) 厚板的焊接強度較電阻焊更高;
熱變形更小:更高的功率密度也使得激光焊接的焊縫更窄,熱影響區更小,且由於(yu) 激光焊接屬於(yu) 非接觸式加工,焊接時熱變形更小;
焊接質量更高:合適的氣體(ti) 保護下,激光焊縫質量更高,連接強度明顯高於(yu) 電弧焊和電阻焊;
更容易實現自動化:激光焊接屬於(yu) 無接觸加工,更容易實現自動化。

在汽車領域,不少車型以激光焊接作為(wei) 賣點,如大眾(zhong) 、Audi、奔馳等。大眾(zhong) 汽車將激光應用到白車身頂部的焊接中,由於(yu) 激光焊接近完美的外觀和良好的密封性,使得其不用再在焊縫處使用密封條,且焊接強度和在潮濕環境下的使用壽命顯著提升。

在動力電池領域,激光焊接也憑借高效、高質量等優(you) 點,快速取代了其他焊接手段,成為(wei) 動力電池生產(chan) 線的標配設備。目前動力電池的生產(chan) 中,使用激光焊接的環節主要包括:
中道工藝:極耳的焊接(包括預焊接)、極帶的點焊接、電芯入殼的預焊、外殼頂蓋密封焊接、注液口密封焊接等;
後道工藝:包括電池PACK模組時的連接片焊接,以及模組後的蓋板上的防爆閥焊接等。

第三,激光焊接的性價(jia) 比在逐漸提升。從(cong) 成本角度來看,激光焊接一次性的設備購置成本大,是製約激光焊接滲透率提升的重要原因。《電焊機》雜誌曾有報導對比了北京奔馳C級車製造廠中的激光焊和電阻焊的成本,該廠共配備電阻點焊205套,激光焊接設備2套,對比來看:
焊接效率方麵,激光焊顯著優(you) 於(yu) 電阻焊:激光焊的焊接速度可達5m/min,電阻焊為(wei) 0.5m/min。理想情況下,一台激光焊接機器人,在效率上等同於(yu) 10台電阻焊機器人;
耗材成本,電阻焊明顯高於(yu) 激光焊:電阻焊需要消耗包括伺服電機、電極杆、匯流排、刀具等耗材,平均每1萬(wan) 個(ge) 電阻焊點需要80元耗材成本,而激光焊使用耗材極少,主要為(wei) 保護鏡片。製造一個(ge) 汽車白車身,一般需要1000-5000個(ge) 焊點。假設工廠每年生產(chan) 白車身6萬(wan) 台,每台車上3000個(ge) 焊點,則白車身工廠每年產(chan) 生1.8億(yi) 個(ge) 焊點,如果這些焊點均由電阻焊產(chan) 生,則對應耗材成本144萬(wan) 元,平均到每台電阻焊機器人上約為(wei) 7024元/(台·年)。

一次購置成本,激光焊接設備明顯高於(yu) 電阻焊。根據海關(guan) 數據,2014-2022年間我國進口的激光焊接機器人平均單價(jia) 為(wei) 19.6萬(wan) 美元/台,大約是電阻焊機器人的3倍左右,是電弧焊機器人的2倍左右。實際操作中,布局激光焊接機器人的成本也更高。假設設備10年折舊,每台激光焊接機器人和電阻焊機器人年折舊成本分別為(wei) 1.96萬(wan) 美元/(台·年)、0.63萬(wan) 美元/(台·年),兩(liang) 者相差1.33萬(wan) 美元(台·年),該數值仍遠高於(yu) 前述的每台電阻焊每年產(chan) 生的耗材成本7024元/(台·年)。

總的來說,在汽車白車身的焊接中,激光焊接的成本仍高於(yu) 電阻焊。但另一方麵,由於(yu) 激光器等零部件的不斷國產(chan) 化,激光焊接設備的國產(chan) 化也迎來黃金時期,成本有較大的下降空間,預計激光焊接的滲透率將隨性價(jia) 比而提升。

二、2025年激光焊接設備市場有望超過300億(yi) ,鋰電發展仍是主要驅動力
我們(men) 通過拆分激光焊接設備在動力鋰電、消費電子、汽車及零部件等行業(ye) 的需求,對未來我國激光焊機設備行業(ye) 規模進行了估算,預計到2025年,我國激光焊接設備市場有望突破300億(yi) 元。
(1)動力電池行業(ye)
近兩(liang) 年,新能源汽車銷量快速提升,消費者認可度越來越高,預計2022年新能源乘用車銷售滲透率接近20%,與(yu) 此同時,中遊動力電池廠商全力擴產(chan) ,帶動了各類設備的需求。我們(men) 在此前報告——《先導智能(300450):鋰電擴產(chan) 助益設備龍頭,強者恒強攻略能源版圖》裏,對未來幾年全球鋰電設備的市場空間進行了測算:預計2022年-2025年全球鋰電設備需求量分別為(wei) 1317/1555/1838/1999億(yi) 元,以激光設備投資額占總設備投資的10%進行估算,對應的激光焊接設備需求量達到132/156/184/200億(yi) 元。

(2)消費電子行業(ye)
消費電子的終端下遊包括智能手機、手提電腦、可穿戴設備等,前兩(liang) 者當前已是存量市場,可穿戴設備預計22年仍然增速可觀。我們(men) 預計22~25年,我國計算機、通信和其他電子設備的設備購置投資額的同比增速均為(wei) 10%。此外,預計中國消費電子行業(ye) 的設備購置投資額中,有3%的比例為(wei) 激光加工設備,並假設其中5%的設備為(wei) 激光焊接設備,做此估算的依據是,通過比對大族激光的小功率激光設備的銷售額和蘋果公司的capex,二者比例大約在3%~5%之間。最終估算,2022年全球消費電池激光焊接設備需求量為(wei) 16.3億(yi) 元,2025年達31.9億(yi) 元,行業(ye) 整體(ti) 穩步增長。

(3)汽車行業(ye)
激光焊接在整車製造和汽車零部件製造中,都有應用。在整車製造中,激光焊應用於(yu) 車身底板、側(ce) 圍車架、車頂、車門及車身總成,及大型車身覆蓋件的焊裝中。整車白車身製造中,一般會(hui) 用到激光飛行焊(利用激光機器人掃描焊接,機器人攜帶的激光工作頭通過振鏡高速掃描,實現零接觸焊接)、激光填絲(si) 熔焊(工前縱梁總成)和激光釺焊(加工轎車門尾)。相較於(yu) 傳(chuan) 統焊接,激光焊更適合於(yu) 鋁材的焊接,在汽車輕量化的路線越發清晰的背景下,全鋼車身的乘用車逐步被鋼鋁車身的乘用車替代,全鋁車身(一般並非100%的全鋁製)、鋁+碳纖維材質的車也有望陸續推廣,有助於(yu) 激光焊滲透率的提升。

焊裝是汽車加工製造的四大工藝之一,一般占白車身製造設備投資的30%。當前我國激光焊接在汽車製造中的應用率較低,根據汽車輕量化在線的報告,我國汽車製造過程中的激光焊接應用比例低於(yu) 10%,全鋼車身為(wei) 2%,鋼鋁車身為(wei) 4%,全鋁車身約2.5%,鋁+碳纖維車身約7.4%。我們(men) 估算2020年我國整車製造中的激光焊接應用率為(wei) 5%,汽車零部件製造中的應用率為(wei) 3%,並預計未來都將持續提升。最終我們(men) 估算,2021年我國乘用車製造過程中的激光焊接設備需求總量為(wei) 39億(yi) 元,2022/2023/2024/2025年的需求量將分別為(wei) 48.4/55.0/62.6/69.0億(yi) 元,同比增長24%/14%/14%/10%。
隨著新能源行業(ye) 的蓬勃發展,鋰電池的需求量急劇增加。當前,全球鋰電激光設備市場空間廣闊,受益於(yu) 新一輪動力電池擴產(chan) 帶來的需求紅利,激光焊接設備行業(ye) 將迎來爆發式增長機遇。綜合以上對動力電池、消費電子、汽車製造等細分行業(ye) 激光焊接設備需求的估算,預計2021年激光焊接設備市場規模為(wei) 130億(yi) 元,2025年為(wei) 301億(yi) 元,4年間的複合增長率為(wei) 23.4%。
本文摘編自《聯贏激光:優(you) 勢明顯的激光焊接設備龍頭,股價(jia) 調整帶來配置良機》。報告出品方/作者:招商證券
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