迄今為止，聚合物組件的激光焊接工藝主要用于創(chuàng)建狹窄的焊縫，例如用于微流體應(yīng)用或用于焊接電子元件和容器。需要較大的激光光斑將熱塑性塑料連接到較大的連接表面上。

然而，它通常只能將能量引入具有恒定強度分布的工件。這與曲線特別相關(guān)：在曲線的外部區(qū)域，在經(jīng)典方法中施加的能量太少，而在內(nèi)部區(qū)域施加的能量過多。

在“MULTISPOT”項目中，德國漢諾威激光中心(LZH)與四家中小型企業(yè)和兩個相關(guān)合作伙伴共同開發(fā)了一種可將熱塑性塑料與熱塑性塑料以及熱塑性塑料與金屬，實現(xiàn)大面積連接的新工藝。

■新型焊接頭使熱塑性塑料與熱塑性塑料以及熱塑性塑料與金屬的大面積連接成為可能

單獨設(shè)置激光功率

為此，neoLASE GmbH和COHERENT Inc.開發(fā)了一種具有9個可單獨控制的二極管堆疊的二極管單元。其特點實光斑的激光功率可以相互獨立調(diào)節(jié)。借助Sill Optics GmbH & Co. KG專門開發(fā)的光學(xué)器件，可以調(diào)整激光的強度分布。

這樣，焊縫中的工作溫度可以根據(jù)材料的局部厚度和性質(zhì)以及焊縫幾何形狀進行調(diào)整。LMB Automation GmbH則將這些組件集成到在一個焊接頭上。PRIMES GmbH的測量設(shè)備使這項開發(fā)成為可能，該設(shè)備首次可以測量多焦點光學(xué)器件。

■新工藝在大眾汽車額車門演示器上得到了成功驗證，從而將熱塑性塑料與金屬連接起來

流程和軟件開發(fā)

新焊接頭的流程由LZH的科學(xué)家開發(fā)。為了實現(xiàn)熱塑性塑料與金屬的最佳連接，他們預(yù)先構(gòu)造了金屬。然后，他們將工件的金屬加熱到可以讓塑料通過熱傳導(dǎo)熔化與金屬牢固結(jié)合的程度。使用該工藝，他們能夠成功地將熱塑性材料的汽車門零件與金屬框架相連。

該過程的自動化對于汽車制造中的批量生產(chǎn)非常重要。為此，科學(xué)家們與LMB Automation GmbH一起開發(fā)了在機械臂上使用新焊接頭的概念，并編寫了相應(yīng)的軟件程序。因此，機械臂在移動時能夠精確地保持指定的激光功率分布。Volkswagen AG為實際實施提供了支持，并提供了演示器零件。