激光頭焊接促進(jìn)新能源汽車的發(fā)展
目前，許多國家已經(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。這意味著電動汽車及其動力電池將逐漸成為一個巨大的市場。目前，道路上的絕對主力仍然是燃料汽車。在短時間內(nèi)消除燃料車輛是不現(xiàn)實的。然而，至少有一件事是肯定的 - 電動汽車的不斷發(fā)展是不可阻擋的趨勢。歐洲國家也為燃料汽車的銷售設(shè)定了時間限制。在這方面，像挪威這樣的更激進(jìn)的國家已經(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法律的一年。根據(jù)中國的情況石油燃料汽車的淘汰時間應(yīng)比歐洲晚10至20年。然而，毫無疑問，以電動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，對輕型新能源汽車的需求和動力電池的需求自然會上升，激光焊接應(yīng)用市場也將變得火爆。隨著新電池技術(shù)的發(fā)展和更高的容量，對連接技術(shù)的需求不斷增加。電動汽車行業(yè)特別推動了這一趨勢。汽車行業(yè)及其供應(yīng)商正在尋求一種強大而有效的焊接工藝，以生產(chǎn)動力電池，動力電池和電動汽車蓄電產(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，激光功率和脈沖持續(xù)時間。光纖激光器已經(jīng)表現(xiàn)出希望通過先進(jìn)的擺動焊接技術(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。這主要是由于金屬材料對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，高功率光纖激光器的優(yōu)點尤其明顯。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)的外國公司包括美國的IPG和德國的Tongkuai。作為光纖激光焊接劑，國內(nèi)公司是一家合資激光器，其產(chǎn)品包括1-4kW光纖焊接機。聯(lián)英激光認(rèn)為動力電池的前景非常好，激光焊接性能的增長非常樂觀。 2017年，公司實現(xiàn)營業(yè)總收入7.28億元，同比增長74.86％。據(jù)預(yù)測，2020年國內(nèi)動力電池需求量將達(dá)到146GWh，比2016年提高3.7倍。屆時，新能源汽車的快速發(fā)展將為激光焊接動力電池帶來強勁需求。
2017年，中國激光焊接加工設(shè)備市場規(guī)模突破60億元，比上年增長35％，呈現(xiàn)加速增長的態(tài)勢。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，具有高度自動化的操作系統(tǒng)，精確的定位夾具，機器視覺等。此外，與弧焊和點焊相比，應(yīng)考慮成本。這些都是激光焊接市場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)市場應(yīng)用的熱點爆發(fā)時。
在過去三年中，國家大力支持新能源電動汽車的發(fā)展，推動了動力電池激光加工設(shè)備的發(fā)展。 2017年，它將為激光焊接帶來至少20多億個激光設(shè)備要求。將來，消費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。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難題，市場不可能擴大。尚未開發(fā)的是具有最大市場潛力的那個。
眾所周知，光纖激光焊接金屬所需的功率相對較高，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，必須配備冷水機組，并且需要非常高的溫度控制。
2014年之前，國內(nèi)約有10家大型企業(yè)從事激光冷水機組，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。廣州特宇機電有限公司是華南地區(qū)規(guī)模最大，實力最強的機電有限公司。其目標(biāo)是國內(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)。它采用兩個獨立的雙溫控設(shè)計，支持Modbus通訊協(xié)議。它可以實現(xiàn)激光系統(tǒng)與冷水機組之間的通訊，監(jiān)控冷水機組的工作狀態(tài)，修改冷水機組的參數(shù)。當(dāng)工作環(huán)境和冷水機組的要求發(fā)生變化時，用戶可以通過控制程序修改冷水機組的參數(shù)，以適應(yīng)工作環(huán)境和要求。
