激光頭焊接促進(jìn)新能源汽車的發(fā)展
目前，許多國(guó)家已經(jīng)頒布了關(guān)于未來消除石油燃料汽車的法律法規(guī)，即新能源汽車將在未來幾十年內(nèi)逐步取代燃油汽車。這意味著電動(dòng)汽車及其動(dòng)力電池將逐漸成為一個(gè)巨大的市場(chǎng)。目前，道路上的絕對(duì)主力仍然是燃料汽車。在短時(shí)間內(nèi)消除燃料車輛是不現(xiàn)實(shí)的。然而，至少有一件事是肯定的 - 電動(dòng)汽車的不斷發(fā)展是不可阻擋的趨勢(shì)。歐洲國(guó)家也為燃料汽車的銷售設(shè)定了時(shí)間限制。在這方面，像挪威這樣的更激進(jìn)的國(guó)家已經(jīng)將2025年作為停止銷售燃料汽車的一年，將2040年作為更溫和的英國(guó)法律的一年。根據(jù)中國(guó)的情況石油燃料汽車的淘汰時(shí)間應(yīng)比歐洲晚10至20年。然而，毫無疑問，以電動(dòng)汽車為代表的新能源汽車無疑將成為未來的主要參與者。
隨著新能源汽車需求的增加，對(duì)輕型新能源汽車的需求和動(dòng)力電池的需求自然會(huì)上升，激光焊接應(yīng)用市場(chǎng)也將變得火爆。隨著新電池技術(shù)的發(fā)展和更高的容量，對(duì)連接技術(shù)的需求不斷增加。電動(dòng)汽車行業(yè)特別推動(dòng)了這一趨勢(shì)。汽車行業(yè)及其供應(yīng)商正在尋求一種強(qiáng)大而有效的焊接工藝，以生產(chǎn)動(dòng)力電池，動(dòng)力電池和電動(dòng)汽車蓄電產(chǎn)品中廣泛需要的大量銅和鋁接頭。
近年來，光纖激光焊接取得了很大的技術(shù)進(jìn)步，有利于汽車輕量化和電池制造。光纖激光焊接繼續(xù)擴(kuò)大其材料和應(yīng)用范圍。激光技術(shù)和光束傳輸組件的創(chuàng)新克服了傳統(tǒng)激光焊接的挑戰(zhàn)性應(yīng)用，例如焊接銅，異種材料，薄金屬箔或組裝不良的部件。光纖激光器具有越來越多的光束特性，波長(zhǎng)，激光功率和脈沖持續(xù)時(shí)間。光纖激光器已經(jīng)表現(xiàn)出希望通過先進(jìn)的擺動(dòng)焊接技術(shù)通過改進(jìn)與高反射率材料的耦合，改善熔池的凝固行為，消除缺陷，改善穿透深度控制和具有差的補(bǔ)償?shù)牟考M裝來緩解這些問題。光纖激光焊接技術(shù)為最新一代電動(dòng)汽車的低成本和高可靠性電池做出了貢獻(xiàn)。光纖激光焊接可靠地為電動(dòng)汽車電池，焊接鋁，銅，鍍鎳鋼以及這些材料的組合提供一致的高質(zhì)量焊接。
光纖激光頭具有最佳的光束質(zhì)量，最高的亮度，最高的輸出功率和最高的電光轉(zhuǎn)換效率。這些因素使得光纖激光器在處理效率和成本方面比其他激光器好得多。傳統(tǒng)的激光焊接技術(shù)，例如連續(xù)波CO2焊接激光，在精度和高熱輸入方面受到限制，這在焊接過程中有望避免。另一方面，傳統(tǒng)脈沖Nd：YAG的限制是最大焊接速度，可實(shí)現(xiàn)的最小光斑尺寸和可用的電光能量轉(zhuǎn)換效率。與傳統(tǒng)的CO2，YAG等激光焊接工藝相比，光纖激光焊接工藝具有明顯的優(yōu)勢(shì)。這主要是由于金屬材料對(duì)1070nm光纖激發(fā)光的低反射系數(shù)。當(dāng)焊接具有高反射系數(shù)的金屬材料（例如鋁和銅）時(shí)，高功率光纖激光器的優(yōu)點(diǎn)尤其明顯。越來越多的應(yīng)用需要更高的精度控制，更低的熱輸入和更低的功耗。連續(xù)波光纖激光焊接是一種提供這些功能的技術(shù)。因此，光纖激光焊接在汽車工業(yè)和其供應(yīng)商所代表的工業(yè)中變得越來越流行。
目前，開發(fā)用于電池焊接的光纖激光系統(tǒng)的外國(guó)公司包括美國(guó)的IPG和德國(guó)的Tongkuai。作為光纖激光焊接劑，國(guó)內(nèi)公司是一家合資激光器，其產(chǎn)品包括1-4kW光纖焊接機(jī)。聯(lián)英激光認(rèn)為動(dòng)力電池的前景非常好，激光焊接性能的增長(zhǎng)非常樂觀。 2017年，公司實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)總收入7.28億元，同比增長(zhǎng)74.86％。據(jù)預(yù)測(cè)，2020年國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池需求量將達(dá)到146GWh，比2016年提高3.7倍。屆時(shí)，新能源汽車的快速發(fā)展將為激光焊接動(dòng)力電池帶來強(qiáng)勁需求。
2017年，中國(guó)激光焊接加工設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模突破60億元，比上年增長(zhǎng)35％，呈現(xiàn)加速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。目前，有幾種類型的激光加工。表面處理包括標(biāo)記，修復(fù)，加固，切割和焊接。與250億切割市場(chǎng)相比，焊接規(guī)模仍未達(dá)標(biāo)。具體原因是激光焊接工藝更加復(fù)雜，并且有更多的定制加工案例。對(duì)于穿透焊接，深熔焊接，定制焊接或搭接焊接，必須考慮相同或不同的材料。其次，有必要根據(jù)材料考慮使用哪種激光和功率。最后，有必要提供一套高性能的激光焊接方案，具有高度自動(dòng)化的操作系統(tǒng)，精確的定位夾具，機(jī)器視覺等。此外，與弧焊和點(diǎn)焊相比，應(yīng)考慮成本。這些都是激光焊接市場(chǎng)過去沒有做多少的重要原因。然而，定制激光焊接方案的發(fā)展在過去兩年中變得越來越成熟，只有當(dāng)市場(chǎng)應(yīng)用的熱點(diǎn)爆發(fā)時(shí)。
在過去三年中，國(guó)家大力支持新能源電動(dòng)汽車的發(fā)展，推動(dòng)了動(dòng)力電池激光加工設(shè)備的發(fā)展。 2017年，它將為激光焊接帶來至少20多億個(gè)激光設(shè)備要求。將來，消費(fèi)電子元件的激光焊接，包括焊接，電子產(chǎn)品的金屬板和電子產(chǎn)品的金屬外殼，可能再次觸發(fā)激光焊接市場(chǎng)。將來，聚合物，尤其是塑料，可能具有良好的焊接潛力。塑料是一種廣泛應(yīng)用于日常生活中的金屬，木材和布料，包括家具，家用電器，玩具，通訊設(shè)備，眼鏡，廚具等數(shù)百個(gè)行業(yè)。然而，由于激光的熱熔效應(yīng)，塑料的激光加工一直是一個(gè)難題，市場(chǎng)不可能擴(kuò)大。尚未開發(fā)的是具有最大市場(chǎng)潛力的那個(gè)。
眾所周知，光纖激光焊接金屬所需的功率相對(duì)較高，而高輸出功率意味著激光和激光焊接頭將保持較高的溫度。為了防止激光和焊頭的溫度過高，必須配備冷水機(jī)組，并且需要非常高的溫度控制。
2014年之前，國(guó)內(nèi)約有10家大型企業(yè)從事激光冷水機(jī)組，但現(xiàn)在可能有30多家，這也是隨著激光設(shè)備企業(yè)數(shù)量的增加而發(fā)展的結(jié)果。廣州特宇機(jī)電有限公司是華南地區(qū)規(guī)模最大，實(shí)力最強(qiáng)的機(jī)電有限公司。其目標(biāo)是國(guó)內(nèi)光纖激光焊接的快速發(fā)展。 Teyo推出了具有雙循環(huán)和雙溫冷卻器的制冷系統(tǒng)。它采用兩個(gè)獨(dú)立的雙溫控設(shè)計(jì)，支持Modbus通訊協(xié)議。它可以實(shí)現(xiàn)激光系統(tǒng)與冷水機(jī)組之間的通訊，監(jiān)控冷水機(jī)組的工作狀態(tài)，修改冷水機(jī)組的參數(shù)。當(dāng)工作環(huán)境和冷水機(jī)組的要求發(fā)生變化時(shí)，用戶可以通過控制程序修改冷水機(jī)組的參數(shù)，以適應(yīng)工作環(huán)境和要求。
