塑料激光焊接技术

　　随着环保要求及轻量化趋势，使得塑料越来越多的替代工业制品中的金属部分，而塑料激光焊接相对其他焊接技术，具有更多优势。今天光电资讯公众号为大家整理了关于塑料激光焊接技术的一些内容，希望大家能够看看！

　　激光焊接作为一种熔接塑料制品的技术，主要用于连接敏感性的塑料制品，例如塑料零件电子感应器、复杂形状的塑料制品，以及医疗器械等要求严格密封及洁净度的塑料制品。

　　利用激光焊接技术进行两件塑料部件焊接时，首先需要把部件夹紧在一起，然后以波长为810 —— 1064 nm的近红外线激光透射过第一个部件，激光透射后被第二个部件吸收，所吸收的近红外线激光化为热能，将两个部件的接触表面熔化形成焊接区。激光焊接工艺能够制造出超过原材料强度的焊接缝。

　　塑料激光焊接相对其他焊接技术，具有更多优势：

　　1、非接触焊接，与待焊接工件不发生物理接触，热塑性塑料不发生化学反应，可在工业环境下操作，适用于需要卫生安全的医疗和食品行业。医疗行业主要用于注射系统、医疗电子设备、各种人造移植及造口产品等。

　　2、激光束形状尺寸可调控，从而控制热影响区和接合区域大小，自由度高，灵活性好。不限制待焊接零部件尺寸及形状，能够实现二维甚至三维的焊接，为多样化定制化零部件生产提供了基础。

　　3、焊接速度快，焊缝强度高，无飞边，无残渣，能够保证焊接区域的良好外观。相关数据显示，就普通乘用车而言，非金属材料重量占比约1／3，部分车型这一占比更大，塑料则是车用非金属四大材料之一。高档轿车保险杠采用塑料激光焊接能够达到强度和外观两全其美。其他如汽车滤清器、气液分离器、汽车仪表盘外壳、电子开门器、变速箱等激光焊接都能发挥良好效果。

　　4、精密牢固，不透气，不漏水，能极大减少热应力和振动应力，对于精密电子元器件及易损坏器件来说最适合不过。

　　实际应用中，塑料激光焊接有几种不同的焊接工艺方不法。

　　顺序型周线焊接：激光沿着塑料焊接层的轮廓线移动并使其熔化，将塑料层逐渐粘结在一起；或者将被夹层沿着固定的激光束移动达到焊接的目的。

　　同步焊接：来自多个二极管激光器的激光束，通过光学元件将激光束整形，激光束被引导到沿着焊接层的轮廓线上，同时在焊缝处产生热量，从而使整个轮廓线同时熔化并粘结在一起。

　　扫描焊接：扫描焊接又称准同步焊接，扫描焊接技术综合了上述顺序型周线焊和同步焊接两种焊接技术。利用反射镜产生高速激光束10 米/秒的速度，沿着待焊接的部位移动，使得整个焊接处逐渐发热并熔合在一起。

　　照射掩膜焊接：激光束通过模板进行定位，熔化并粘结塑料，模板只暴露出下面塑料层上面积一个很小的精确的焊接部位，激光束仅对制品上没有被掩膜遮住的部分加热。使用这种技术可以实现低至10微米的高精度焊接。

　　塑料激光焊接有几种不同的焊接方式

　　顺序型周线焊接(contour welding)：激光沿着塑料焊接层的轮廓线移动并使其熔化，将塑料层逐渐的粘结在一起；或者将被夹层沿着固定的激光束移动达到焊接的目的。

　　同步焊接(simultaneous welding)：来自多个二极管激光束被引导到沿着焊接层的轮廓线上，并熔化塑料，从而使得整个轮廓同时熔化并粘结在一起。

　　准同步焊接(Quasi-simultaneous welding)： 该技术综合了上述两种焊接技术。利用反射镜产生高速激光束(至少10 米/秒的速度)，并沿着待焊接的部位移动，使得整个焊接处逐渐发热并熔合在一起。

　　掩模焊接（mask welding）：激光束通过模板进行定位、熔化并粘结塑料，该模板只暴露出下面塑料层的一个很小的、精确的焊接部位。使用这种技术可以实现低至10微米的高精度焊接。

　　Globo焊接(GLOBO Welding)是沿着产品的轮廓周线进行焊接的，它是瑞士莱丹（Leister）公司的专利技术。激光束经由气垫式，可无摩擦任意滚动的玻璃球点状式的聚焦于焊接界面，该玻璃球不仅仅进行聚焦而且也充当机械夹紧夹具。当该球在表面上滚动时，为接合面提供了持续压力。这就确保了在激光加热材料的同时有压力夹紧。该玻璃球取代了机械夹具，同时扩大了激光焊接在连续三维焊接中的应用范围。

　　激光焊接塑料技术是很专业化的粘结技术，当要求高速焊接以及要求精密焊接或无菌条件焊接时，这就可以发挥出激光焊接最好的优势。该技术曾经受制于价格因素，但是随着设备价格的不断下降，已经在很多应用领域比超声波焊接以及热板焊接更具竞争力。

　　激光焊接技术主要的应用领域有医疗、汽车、电子和包装等领域。由于助剂和涂料技术的发展克服了激光焊接技术早期应用的限制条件，所以激光焊接技术的深入广泛使用在很大程度上要归功于它们的进步。