2021年是“十四五”開局之年,高端製造被提上日程,加之疫情的爆發,海外訂單大量轉向國內(nei) ,給我國高端製造轉型創造了機會(hui) 。在高效、節能、環保推進產(chan) 業(ye) 發展的倡導下,激光焊接技術逐漸在新能源汽車、航空航天、軌道船舶等高端應用領域嶄露頭角。
據《2021fun88官网平台產(chan) 業(ye) 發展報告》數據顯示,2020年fun88官网平台焊接的市場規模已達110.5億(yi) 元。2016-2017年,受新能源汽車、鋰電池、半導體(ti) 及新興(xing) 市場的需求驅動,fun88官网平台焊接設備市場規模出現了爆發式增長,增長超過120%,雖然近幾年受到宏觀經濟不景氣及全球疫情的影響,但整體(ti) 市場規模仍然呈現上升趨勢,並於(yu) 2019年首次突破百億(yi) 大關(guan) 。隨著軌道交通、船舶製造業(ye) 等高端應用領域轉型升級的需要,中、大厚板鋼板焊接的需求越來越多,激光焊接設備滲透率將加速提升。
2016-2020 年fun88官网平台焊接設備市場規模(單位:億(yi) 元)
(圖來源:《2021fun88官网平台產(chan) 業(ye) 發展報告》)
船舶製造等高端應用或成激光焊接新的增長點
目前fun88官网平台產(chan) 業(ye) 已經邁入全麵應用時代,中低端國產(chan) 化的強市占率,帶來的是日益嚴(yan) 重的價(jia) 格戰和同質化,更高功率、更高精度、更高效率成為(wei) 了行業(ye) 共同的追求,卻終究束縛於(yu) 同一個(ge) 技術框架下。於(yu) 是,開拓高端應用的差異化發展,成為(wei) 各激光企業(ye) 進行市場突圍的新方向。
縱觀我國高端製造領域,除了汽車製造和動力電池兩(liang) 大市場外,激光焊接在其他應用領域的整體(ti) 滲透率仍然較小。以造船業(ye) 為(wei) 例,造船業(ye) 整體(ti) 的體(ti) 量非常大,但因其材料和工業(ye) 的特殊性,目前激光焊接的應用率並不高。
據造船自動化產(chan) 線解決(jue) 方案提供商DIG自動化工程(武漢)有限公司統計,造船焊接的體(ti) 量取決(jue) 於(yu) 船型,中厚板主要是甲板以下的部位,薄板主要是上層建築。比如豪華遊輪4-12 mm厚度的鋼板焊接占比達80%,中厚板占20%;而散貨船的比例恰好相反。但是在中厚板的焊接過程中,大部分船舶建造依然采用埋弧焊和MIG/MAG焊等傳(chuan) 統焊接工藝,整體(ti) 效率沒有達到預期。
相較於(yu) 傳(chuan) 統焊接,激光焊接的效率更高、精度更高、效果更好,而且更易於(yu) 自動化智能化集成,是實現產(chan) 業(ye) 升級的利器,特別適合船舶製造、航空航天等高端精密製造。例如作為(wei) 新型焊接工藝的激光複合焊技術與(yu) 弧焊相比,前者焊接速度更快,熱變形和返工更少,焊縫質量高、填料消耗減少,同時顯著提升成品質量。

激光複合拚板焊焊縫效果
以拚板焊接為(wei) 例,埋弧焊的速度是550 mm/min,MIG/MAG能到到700 mm/min,雙絲(si) 的MIG/MAG能達到1500 mm/min左右,而同激光MIG/MAG複合焊的焊接速度能達到2400 mm/min,效率是有很大的優(you) 勢,目前是船舶建造中薄板焊接最快的焊接工藝。”DIG工藝研發中心負責人安星光介紹到。


20 mm 及25 mm激光複合拚板焊
船舶領域焊接升級,國產(chan) 激光器成破局關(guan) 鍵
激光器是激光焊接係統中的核心器件。從(cong) 產(chan) 業(ye) 發展來看,國內(nei) 激光焊接產(chan) 業(ye) 落後於(yu) 歐美國家,最主要的原因還是在於(yu) 核心光源。由此看來,傳(chuan) 統焊接工藝的迭代升級,船舶應用的高效拓展,國產(chan) 激光器成為(wei) 破局關(guan) 鍵。
早些年,進口激光器在高端製造領域可謂一枝獨秀,IPG、Coherent、Trumpf等國外企業(ye) 早期占據了主要的市場份額。經過多年的技術攻關(guan) ,國內(nei) 出現了一大批優(you) 秀的激光器企業(ye) 與(yu) 國外品牌競爭(zheng) ,如銳科激光為(wei) 代表的國產(chan) 激光器廠商,在核心光源領域不斷打破國外壟斷,由此帶來了激光器價(jia) 格的整體(ti) 下滑,提高了國產(chan) 激光焊接設備在各個(ge) 領域的滲透率。

在船舶製造業(ye) 中,激光焊接還處於(yu) 初步探索替代傳(chuan) 統焊接的進程中,加上國產(chan) 激光器與(yu) 國外激光器的市場規模已相差不大,加工效果沒有本質上的差別,國產(chan) 激光器在船舶製造領域存在較大發展空間。
銳科激光焊接行業(ye) 總監童慰提到,“目前在船舶、汽車等高端製造領域,已經有頭部企業(ye) 開始使用激光焊接技術。”外高橋船廠、廣船國際、黃埔船廠、江南船廠、滬東(dong) 船廠、招商重工等國內(nei) 知名船廠開始使用激光焊接技術和設備,為(wei) 國產(chan) 激光焊接技術進入高端應用領域打開了新的局麵。
大局之下,誰將扛起激光焊接國產(chan) 化大旗?
激光焊接急需技術賦能,大局之下,誰能扛起國產(chan) 化大旗?自從(cong) 2018年銳科激光作為(wei) 國內(nei) 第一家光纖激光器上市企業(ye) 以來,以銳科激光為(wei) 首的國產(chan) 品牌就與(yu) 國外品牌打響了市場博弈。2018年銳科激光市占率17.3%,2020年增長至24.4%,逐年上升的國內(nei) 品牌市場率讓我們(men) 看到了國產(chan) 品牌的崛起與(yu) 希望。
我們(men) 之前主要使用國外某品牌激光器,但隨著國產(chan) 激光器的崛起,我們(men) 逐漸采用銳科激光的產(chan) 品進行替代,其焊接的效果還是很理想的,船廠用戶比較滿意。”銳科激光在船舶焊接領域的合作夥(huo) 伴DIG工藝研發中心負責人安星光提到。

國內(nei) 某大型船廠激光複合拚板焊
在國產(chan) 光纖激光器迎來大規模替代進口的契機背景下,銳科激光積極開拓激光焊接等高端應用領域,不斷研發和定製適合不同需求的光纖激光器產(chan) 品和解決(jue) 方案。在2020年受疫情影響的情況下,銳科激光的激光器在焊接應用市場的銷量突破新高,同比增長152%。
其實,銳科激光早在2018年便開始布局激光焊接領域,並與(yu) 哈工大先進焊接與(yu) 連接國家重點實驗室、哈工大焊接集團合作,共同致力於(yu) 核心技術的攻關(guan) ,協力對高端焊接領域進行研究。
為(wei) 了適應厚板或特殊材料的焊接,銳科激光研發的12 kW高功率連續激光器可應用在造船、航空航天、軍(jun) 工、重工、核電等領域。100 kW光纖激光器即將交付使用,未來將會(hui) 對航空航天、輪船高鐵、核電等工業(ye) 領域,包括高壓蒸汽管道焊接、輪船高鐵航天器等大型工件主體(ti) 焊接等起到深遠的影響。光束可調焊接激光器也已實現批量銷售,且產(chan) 品型號實現了多樣化,具有無飛濺、安全、焊縫質量高的特點,可滿足鋰電池行業(ye) 及汽車製造行業(ye) 多種焊接需求。
銳科激光全麵布局 破解船舶焊接難點
激光焊接不同於(yu) 激光打標和激光切割,它最大的特點就是定製化,每一個(ge) 客戶的需求都不一樣,這就使得激光焊接仍處於(yu) 產(chan) 業(ye) 應用的初級階段。但隨著製造業(ye) 進一步升級,汽車、船舶等輕量化發展,以及航空航天、軍(jun) 工等高端製造領域都有很強的加工需求,激光焊接技術在高端應用領域的發展空間不可估量。
麵對如此巨大的市場,為(wei) 了進一步推進激光焊接技術在高端應用領域的國產(chan) 化進程,銳科激光針對船舶製造行業(ye) 中厚板的加工特點進行以下布局:
產(chan) 品上,推出帶功率反饋、總線控製的、多通道輸出的超高功率激光器;項目上,組建具備專(zhuan) 業(ye) 背景的高素質隊伍跟蹤項目進度;工藝上,開發激光-電弧複合焊接工藝、多道多層焊接工藝,實現數字化、智能化焊接;市場上,發揮航天科工優(you) 勢,銳科激光已同中船十一所簽署合作協議,共同推動激光焊接在船舶行業(ye) 的應用。
總結:激光焊接處於(yu) 產(chan) 業(ye) 應用的初級階段。但是高效仍然是船廠的核心訴求。從(cong) 效率和質量來看,激光焊接在16 mm厚度以內(nei) 的鋼板焊接已經占有了足夠的優(you) 勢。同時,隨著以銳科激光為(wei) 代表的國內(nei) 光纖激光器廠商不斷突破核心器件功能極限,踐行工藝創新,將會(hui) 進一步推進高端應用的國產(chan) 化進程。
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