塑料激光焊接的原理

激光焊接這個(gè)詞應(yīng)該所有人都不陌生，它的原理也很簡(jiǎn)單，就是通過(guò)激光產(chǎn)生的高溫使材料熔化達(dá)到焊接的目的。激光焊接最大的優(yōu)點(diǎn)就是精密而且高效，適用于各種對(duì)精密度要求高的領(lǐng)域。

不過(guò)將激光焊接引入塑料領(lǐng)域，它的原理就顯得有些復(fù)雜了。塑料激光焊接的原理是這樣的。

圖中分層的材料，是即將被焊接到一起的兩種塑料。我們可以發(fā)現(xiàn)這兩種材料的透明度有著很大的差別，激光可以穿過(guò)透明材料作用在交界處，使兩層塑料之間熔化，進(jìn)而焊接到一起。

這引出了塑料激光焊接幾個(gè)要點(diǎn)。1.被焊接的塑料必須有一種是透明的。2.另一種塑料對(duì)激光熱量的吸收率高。3.兩層塑料的反射率應(yīng)該盡可能小。因此塑料激光焊接的選材是較嚴(yán)格的，不過(guò)現(xiàn)在大部分塑料經(jīng)過(guò)共混、涂覆處理都能滿(mǎn)足激光焊接的要求，巴斯夫就研制出幾種能透過(guò)激光的黑色尼龍和PET材料。

目前聚乙烯（LDPE、HDPE）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、尼龍66（Nylon66）、聚丙烯（PP）、聚甲基丙烯酸甲酯（ＰＭＭＡ）等都有在激光焊接領(lǐng)域的應(yīng)用。

塑料激光焊接的優(yōu)點(diǎn)

激光焊接的優(yōu)點(diǎn)十分顯著，首先它的焊接速度快，可以得到高精度的焊接件；能產(chǎn)生真空密封結(jié)構(gòu)，防水防塵；焊接牢固，能夠制造出超過(guò)原材料強(qiáng)度的焊接縫；焊接過(guò)程中熱損壞和熱變形小，無(wú)飛邊，焊縫嚴(yán)密，非常適用于醫(yī)藥制品及精密電子類(lèi)產(chǎn)品。激光本身由計(jì)算機(jī)軟件控制，易于調(diào)整，可靈活透射到零件各個(gè)部位。同時(shí)，激光焊接能夠焊接其它焊接方法無(wú)法達(dá)到的區(qū)域，對(duì)于外形復(fù)雜、形狀不規(guī)則的制品尤為適用。塑料激光焊接是一項(xiàng)無(wú)振動(dòng)焊接技術(shù)，該工藝大幅減少塑料制品的振動(dòng)應(yīng)力和熱應(yīng)力，降低制品本身的老化速度，可應(yīng)用于易損壞的塑料零件。塑料激光焊接可以將不同組成、不同顏色、不同結(jié)構(gòu)以及不同軟化點(diǎn)的塑料零件焊接在一起。對(duì)于其他焊接方法很難實(shí)現(xiàn)或者無(wú)法實(shí)現(xiàn)。焊接設(shè)備即為激光發(fā)射裝置，其本身并不需要和被焊接塑料零部件相接觸，設(shè)備自動(dòng)化程度高，方便加工。

激光焊接的設(shè)備

塑料激光焊接的應(yīng)用

如今工程塑料的性能日益提高，塑料作為一種可再生材料，漸漸代替了部分金屬材料。結(jié)合塑料激光焊接的優(yōu)點(diǎn)，目前最合適的領(lǐng)域是：精密塑料電子元件領(lǐng)域、醫(yī)療器材領(lǐng)域、汽車(chē)領(lǐng)域。

由于激光焊接可以靈活透射到精密器件上，在精密塑料電子元件領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛，例如手機(jī)零部件（機(jī)殼，耳機(jī)座，USB 座），鼠標(biāo)，傳感器等。

激光焊接具備高精密性，而且加工過(guò)程是無(wú)需接觸材料，還可以應(yīng)用在對(duì)密封度要求很高的包裝領(lǐng)域（醫(yī)用輸液袋、無(wú)菌密封袋、導(dǎo)管等）。

大部分激光焊接是由機(jī)器控制的，因此加工速度十分快，能夠應(yīng)用于大型機(jī)器的生產(chǎn)流水線(xiàn)，特別是在汽車(chē)領(lǐng)域。汽車(chē)上的塑料部件非常多，對(duì)精密性要求也高，例如：自動(dòng)門(mén)窗開(kāi)關(guān)、噴油嘴、變速箱支架、發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器、液壓油箱、水箱導(dǎo)管，過(guò)濾閥門(mén)支架、車(chē)燈等。

小結(jié)

激光焊接對(duì)于塑料焊接領(lǐng)域是影響巨大的，近幾年涂料和填料的進(jìn)步，打破了材料的性能限制。但塑料激光焊接機(jī)器的成本較高，在國(guó)內(nèi)研發(fā)還不夠深入，一直沒(méi)受到很好的推廣。中國(guó)一直是全球最大的塑料市場(chǎng)，只要突破技術(shù)問(wèn)題，塑料激光焊接成本就會(huì)急速降低，能夠?qū)⑺芰喜牧弦敫咂焚|(zhì)、高附加值的時(shí)代。