塑料激光焊接技術(shù)原理、工藝及特點(diǎn)

激光焊接作為金屬材料的一種焊接工藝已經(jīng)被大部分人所熟知。但是，作為塑料焊接的一種工藝目前還是比較先進(jìn)的，大部分人可能了解不多，今天我主要從設(shè)備原理，工藝參數(shù)以及產(chǎn)品品質(zhì)管理等幾個方面進(jìn)行說明，希望對您有一點(diǎn)幫助吧。

其實(shí)塑料焊接技術(shù)除了激光焊接之外，還有超聲波焊接、振動焊接、熱板焊接以及高周波焊接等焊接技術(shù)，因?yàn)楣に嚬芾矸椒ú煌枰鶕?jù)每一種工藝特點(diǎn)進(jìn)行管理。

近年來，隨著國內(nèi)激光應(yīng)用技術(shù)的不斷開發(fā)以及激光焊接設(shè)備的不斷研制，越來越多的廠家開始導(dǎo)入塑料激光焊接工藝，原來被認(rèn)為“高大上”的工藝也逐漸被大眾所認(rèn)知。比如汽車尾燈的燈罩與燈殼的焊接就可以采用激光焊接。

對于塑料部件的激光焊接，由于激光發(fā)射設(shè)備的構(gòu)造不同，激光的照射方式可以分為順序型、反射型以及全周照射型

激光設(shè)備分類

激光焊接原理

部件1為透明材質(zhì)，部件2為不透明塑料。激光束透過部件1到達(dá)部件2，部件2與部件1接觸的界面處吸收激光能量，當(dāng)能量聚集到一定的程度，就會將界面處的塑料熔化。當(dāng)把一定的壓力施加到上下兩個部件上的時候就會將兩個部件熔融在一起，冷卻后實(shí)現(xiàn)兩個部件融合為一體。

激光焊接示意圖

激光焊接的特點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：①焊接時間短 ②形狀自由度高 ③可適用于精密焊接 ④外觀良好，毛刺少 ⑤自動化程度高 ⑥熱影響區(qū)域小

局限性：①上層部件要求能夠透過激光 ②設(shè)備投資費(fèi)用大 ③專業(yè)技術(shù)要求比較高

激光焊接過程：

示意圖顯示了激光焊接的四個步驟：首先，將兩個部件安裝到治具上并加緊；其次，通過控制設(shè)備發(fā)射激光，確保在部件界面處生成足夠的熱量使得塑料熔化；再次，通過對部件施加一定的壓力，將兩個部件熔化的部分因在擠壓作用下融為一體；最后，通過關(guān)閉激光照射，保持一定的壓力一段時間，使得兩部件冷卻，最終實(shí)現(xiàn)兩部件的焊接。

激光焊接過程

工藝參數(shù):激光功率，激光速度/焊接時間，冷卻時間，壓力/行程量。

激光功率：激光功率是影響激光焊接質(zhì)量的重要因素，激光功率不足是造成焊接強(qiáng)度不足甚至界面剝離的重要因素。激光功率是日常管理的重中之重。激光功率的衰減規(guī)律是日常管理必須要明確的重要一項(xiàng)工作。

激光速度（焊接時間）：是保證焊接強(qiáng)度的重要一項(xiàng)參數(shù)，如果激光速度過快，可能導(dǎo)致熔融深度不足。如果激光速度過慢，可能導(dǎo)致毛刺過大，焊接強(qiáng)度下降。

壓力（行程量）：對于不同的生產(chǎn)線，管理的參數(shù)不同，通過壓力來保證焊接強(qiáng)度的話，需要確保壓力的準(zhǔn)確性和壓力的壓入角度。通過行程量保證焊接強(qiáng)度的話，需要對定位銷定期實(shí)施點(diǎn)檢確認(rèn)，防止定位銷高度發(fā)生變化或者有異物附著。

冷卻時間：冷卻時間是保證兩部件最后能夠有效粘合一起的重要參數(shù)。充分的冷卻時間可以有效的保證兩部件熔化的部分能夠融為一體。

在日常的管理工作中，除了工藝參數(shù)的管理之外，還需要對治具進(jìn)行定期的點(diǎn)檢，如果治具出現(xiàn)位移或者有異物附著，可能導(dǎo)致兩部件安裝后的焊接部位不在同一水平面，這樣，在焊接的過程中可能出現(xiàn)部分部位焊接強(qiáng)度不足或者無有效焊接的情況。當(dāng)然，保證部件不變形，不收縮也是保證焊接品質(zhì)的重要內(nèi)容。

品控項(xiàng)目:焊接強(qiáng)度，破壞方式，焊接深度，偏移量

焊接強(qiáng)度：通過拉伸試驗(yàn)機(jī)檢測焊接強(qiáng)度是否滿足規(guī)格要求是確認(rèn)焊接品質(zhì)是否合格的重要表征。如果不滿足的情況下，需要通過調(diào)整工藝參數(shù)，確保滿足規(guī)格要求。

焊接深度：每個廠家的叫法可能不同。主要用來確認(rèn)激光焊接過程中有多少的樹脂發(fā)生了熔化，這是保證焊接強(qiáng)度的一項(xiàng)重要參數(shù)。

破壞方式：定期的通過部件破壞實(shí)驗(yàn)的方法確認(rèn)是否在焊接部位存在界面剝離的情況。只有是母材破壞的情況才能說明焊接工藝沒有問題。

偏移量：兩部件的中心線是否存在偏離。如果兩部件相對偏移量比較大，可能導(dǎo)致焊接強(qiáng)度不足。