2022年激光焊接行业发展现状及市场规模分析

1、2022年激光焊接行业发展现状及市场规模分析1. 激光焊接优点突出，渗透率将不断提升激光加工是一种高效、精密的加工方式。得益于光纤激光器较充分的国产化，近年来激光加工在国内快速发展和普及。 “非接触加工”和“高能量密度”是激光加工的重要特点，使得其与传统加工方式相比，有着高效率、高精度、低能 耗、材料变形小、易控制等先天优势。激光加工设备正在对各种传统的加工设备进行广泛替代，如激光打标机替代油 墨喷码机、激光切割机替代火焰切割设备、激光焊接机替代传统焊接设备等。在面板、半导体、锂电等新兴制造业中， 激光设备也得到越来越多的应用。美国科学和技术政策办公室曾有统计，2010 年，美国 GDP 的

2、50%与激光技术的 应用及拓展相关，国内该比例大约在 10%-15%，行业成长空间依然广阔。经过多年的发展，尤其是随着上游激光器等核心零部件的国产化突破，目前国内的激光产业已拥有比较完整的产业链， 从上游的激光芯片、有源光纤、发光晶体，到各类激光器、控制系统，再到各类激光设备，都能在国内找到优秀的供 应商。 作为新兴技术的代表，激光行业过去 10 年表现出明显的成长性。在所有的激光设备中，用于工业加工的比例，大约占 60%。焊接是激光工业应用的主要场景之一，是利用高能量密度 的激光束作为热源的高效、精密的焊接方法。从技术突破的路径上来看，我国激光设备沿着打标、钣金切割、焊接、 微纳加工的方向不

3、断突破，目前打标和钣金切割设备的技术已比较成熟，技术迭代已放缓；焊接和微纳加工，将是激 光加工技术下一个阶段技术迭代的主要方向。相较于激光切割和激光打标来说，激光焊接非标准化属性更加明显，对 加工精度和运动控制的要求也更高，有更深的技术 know-how。我们预计未来我国激光焊接设备行业规模仍将较快速增长，主要依据有以下几点： 第一，作为一种新兴的焊接方式，我国激光焊接的渗透率还很低，提升空间大。根据中国电器工业协会(电焊机分会) 的统计数据，2020 年我国各类电焊机产量为 1109 万台。联赢激光 2020 年的营业收入为 8.78 亿元，而当年我国激 光焊接设备市场规模为 51.2 亿元

4、；根据联赢激光公告，2020 年联赢激光共生产激光器及焊接机共 701 台；若简单假 设联赢激光在激光焊接设备领域的销售额市占率约等于其产（销）量市占率，由此推算 2020 年我国激光焊接设备在 电焊机中的渗透率尚不足 1%。长期来看，随着技术的不断成熟，和核心零部件成本的不断下降，激光焊接的渗透率 将持续提升。第二，相比传统的焊接工艺，激光焊接在精度、效率等方面有显著优势。焊接是最常用的材料连接方式之一，按照加工原理不同，焊接分为熔化焊、压力焊和钎焊： 熔化焊：通过熔化基材表面的部分区域形成熔池，冷却结晶后形成焊缝，用于熔化基材的热源包括乙炔等燃烧气 体、电弧、激光、电子束等；锂电中的激光焊

5、，就属于熔化焊； 钎焊：将低于焊件熔点的钎料和焊件同时加热到钎料熔化温度后，利用液态钎料填充固态工件的缝隙使金属连接的焊 接方法；按照钎料熔点的高低，分为软钎焊（钎料温度低于 450）、硬钎焊（钎料温度高于 450）；用于熔化焊 的热源，通常也可以用于钎焊，除此之外，高温热风、高频电磁感应也可作为钎焊热源； 压力焊：对焊件施加压力，使接合面紧密地接触产生一定的塑性变形而完成焊接的方法，主要包括电阻焊、摩擦焊、 扩散焊、超声波焊等。激光主要用于熔化焊，少数情况下也可作为钎焊的热源，几乎不用于压力焊。相比传统的焊接工艺，激光焊接有以下 特点和优势： （1）适应的材料更广：激光焊接不仅适合于碳钢的焊

6、接，也更加适合铝、铜等有色金属的焊接，尤其是对焊接精度 要求高的薄铝板等材料；基于微纳激光、超快激光等新兴技术，激光焊接甚至可以应用到有机玻璃之间的焊接； （2）更大深宽比：激光焊接功率密度更高，可实现 10 倍以上的深宽比，高功率激光对于厚板的焊接强度较电阻焊更 高； （3）热变形更小：更高的功率密度也使得激光焊接的焊缝更窄，热影响区更小，且由于激光焊接属于非接触式加工， 焊接时热变形更小； （4）焊接质量更高：合适的气体保护下，激光焊缝质量更高，连接强度明显高于电弧焊和电阻焊； （5）更容易实现自动化：激光焊接属于无接触加工，更容易实现自动化。在汽车领域，不少车型以激光焊接作为卖点，如大众

7、、Audi、奔驰等。大众汽车将激光应用到白车身顶部的焊接中， 由于激光焊接近完美的外观和良好的密封性，使得其不用再在焊缝处使用密封条，且焊接强度和在潮湿环境下的使用 寿命显著提升。在动力电池领域，激光焊接也凭借高效、高质量等优点，快速取代了其他焊接手段，成为动力电池生产线的标配设备。 目前动力电池的生产中，使用激光焊接的环节主要包括：中道工艺：极耳的焊接（包括预焊接）、极带的点焊接、电芯入壳的预焊、外壳顶盖密封焊接、注液口密封焊接 等；后道工艺：包括电池 PACK 模组时的连接片焊接，以及模组后的盖板上的防爆阀焊接等。第三，激光焊接的性价比在逐渐提升。从成本角度来看，激光焊接一次性的设备购置成

8、本大，是制约激光焊接渗透率 提升的重要原因。焊接效率方面，激光焊显著优于电阻焊：激光焊的焊接速度可达 5m/min，电阻焊为0.5m/min。理想情况下，一台激光焊接机器人，在效率上等同于 10 台电阻焊机器人；耗材成本，电阻焊明显高于激光焊：电阻焊需要消耗包括伺服电机、电极杆、汇流排、刀具等耗材，平均每 1 万个电阻焊点需要80元耗材成本，而激光焊使用耗材极少，主要为保护镜片。制造一个汽车白车身，一般需要 1000-5000 个焊点。假设工厂每年生产白车身 6 万台，每台车上 3000个焊点，则白车身工厂每年产生 1.8 亿个焊点，如果这些焊点均由电阻焊产生，则对应耗材成本144万元，平均到

9、每台电阻焊机器人上约为7024元（台年）/ 。一次购置成本，激光焊接设备明显高于电阻焊。根据海关数据，2014-2022 年间我国进口的激光焊接机器人平均 单价为 19.6 万美元/台，大约是电阻焊机器人的 3 倍左右，是电弧焊机器人的 2 倍左右。实际操作中，布局激光 焊接机器人的成本也更高。假设设备 10 年折旧，每台激光焊接机器人和电阻焊机器人年折旧成本分别为 1.96 万 美元/（台年）、0.63 万美元/（台年），两者相差 1.33 万美元（台年），该数值仍远高于前述的每台电阻 焊每年产生的耗材成本 7024 元/（台年）。总的来说，在汽车白车身的焊接中，激光焊接的成本仍高于电阻焊。

10、但另一方面，由于激光器等零部件的不断国产化， 激光焊接设备的国产化也迎来黄金时期，成本有较大的下降空间，预计激光焊接的渗透率将随性价比而提升。2. 2025 年激光焊接设备市场有望超过 300 亿，锂电发展仍是主要驱动力我们通过拆分激光焊接设备在动力锂电、消费电子、汽车及零部件等行业的需求，对未来我国激光焊机设备行业规模 进行了估算，预计到 2025 年，我国激光焊接设备市场有望突破 300 亿元。 （1）动力电池行业： 近两年，新能源汽车销量快速提升，消费者认可度越来越高，预计 2022 年新能源乘用车销售渗透率接近 20%，与此 同时，中游动力电池厂商全力扩产，带动了各类设备的需求。（2）

11、消费电子行业： 消费电子的终端下游包括智能手机、手提电脑、可穿戴设备等，前两者当前已是存量市场，可穿戴设备预计 22 年仍 然增速可观。我们预计 2225 年，我国计算机、通信和其他电子设备的设备购置投资额的同比增速均为 10%。此外， 预计中国消费电子行业的设备购置投资额中，有 3%的比例为激光加工设备，并假设其中 5%的设备为激光焊接设备， 做此估算的依据是，通过比对大族激光的小功率激光设备的销售额和苹果公司的 capex，二者比例大约在 3%5%之 间。最终估算，2022 年全球消费电池激光焊接设备需求量为 16.3 亿元，2025 年达 31.9 亿元，行业整体稳步增长。（3）汽车行业： 激光焊接在整车制造和汽车零部件制造中，都有应用。在整车制造中，激光焊应用于车身底板、侧围车架、车顶、车 门及车身总成，及大型车身覆盖件的焊装中。整车白车身制造中，一般会用到激光飞行焊（利用激光机器人扫描焊接， 机器人携带的激光工作头通过振镜高速扫描，实现零接触焊接）、激光填丝熔焊（工前纵梁总成）和激光钎焊（加工 轿车门尾）。相较于传统焊接，激光焊更适合于铝材的焊接，在汽车轻量化的路线越发清晰的背景下，全钢车身的乘 用车逐步被钢铝车身的乘用车替代，全铝车身（一般并非 100%的全铝制）、铝+碳纤维材质的车也有望陆续推广， 有助于激光焊渗透率的提升。焊装是汽车加工制造的四大