不知道塑料激光焊接的应用前景？显然跟不上潮流了

塑料激光焊接是利用高能量密度的激光束作为热源的一种焊接方法，即激光辐射加热工件表面，表面热量通过热传导向内部扩散，使工件熔化，形成特定的熔池。如下图所示，激光束通过上层透光塑料，然后被下层塑料吸收，激光能量被吸收后转换为热能，由于两层塑料被压在一起，热能从吸收层传导到透光层上，使得两层材料熔化并结合。

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塑料激光焊接材料

塑料激光焊接的对象均为热塑性塑胶。理论上，所有热塑性塑料都能够被激光焊接。塑料激光焊接技术对被焊接塑料的要求为：在热作用区内的材料，要求对激光光波的吸收性好；不属于热作用区部分的材料，则要求对光波的透过性好，尤其在对两件薄塑料件进行叠焊时更是如此。

一般的焊接单组份塑料有聚甲基丙烯酸甲脂（PMMA），PC塑料，ABS塑料,低密度聚乙烯塑料（LDPE），高密度聚乙烯塑料（HDPE），聚氯乙烯塑料（PVC），聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT），尼龙6（Nylon 6），尼龙66（Nylon 66），PS树脂等。常见的焊接塑料有PBT、PC、尼龙、PVC等。

塑料激光焊接优点

塑料激光焊接作为激光焊接的一个新兴应用领域，具备很多优点，且与传统的超声波焊接、热板焊接、振动焊接、胶连接等工艺相比，在成本和性能上更具优势。

1. 没有振动或超声波等物理的影响,因此可应用于精密部件； 

2. 非接触焊接，因此不会使表面产生热影响、伤痕或变形； 

3. 不会产生粉尘或飞边等不良现象的一种洁净工作法；

4. 可利用最佳加工条件来获得很高的接合强度和密闭性；

5. 通过缩小激光束可最大限度地减少因热而引起的影响；

6. 树脂降解少，产生的粹屑少，制品的表面能够在焊缝周围严密地连接在一起；

塑料激光焊接应用

目前，塑料激光焊接主要应用于汽车行业、医疗行业以及电子电器行业等。

1、塑料激光焊接在汽车零部件上的应用

在智能出行的背景下，电动化、智能化、网络化成为汽车必然发展趋势，因此需要更多包括动力电池以及与智能控制相关的汽车电子部件，包括各种传感器、微电机、雷达、摄像头、油泵/水泵、智能刹车、智能车锁等汽车精密零部件。这些精密零部件的制造过程中，需要用到很多的特殊的塑料材料和加工工艺，包括塑料/塑料焊接、塑料/金属粘接密封问题，传统的超声波塑料焊接和胶粘密封在很多场合无法满足要求。

塑料激光焊接可焊超大制件、超小制件、超薄塑件，非摩擦、无焊渣，焊缝平整、美观，无振动，不影响内部元器件，是一种洁净的焊接方式，可完美解决精密电子部件塑料结构件的焊接问题。

此外，汽车的车灯、仪表盘等部件，塑料激光焊接技术也得到了广泛应用。

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2、塑料激光焊接在电子器件产品上的应用

塑料激光焊接在精密塑料电子电器行业应用也较为普遍，例如手机零部件（机壳，耳机座，USB 座），鼠标，连接器，开关等。

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3、塑料激光焊接在医疗器械上的应用

由于激光焊接可制作出密封以及真空的无菌产品， 在医学器械以及无菌环境设备领域也有着不俗的表现。例如输液袋、导管、过滤器材、软管接头、助听器、支架等。

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塑料激光焊接技术是一种很专业化的粘结技术， 目前主要应用的行业都集中在高科技领域，并处于逐年上升趋势。该技术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，成本也在不断降低。此外，涂料和填料技术的发展已经成功解决塑料激光焊接早期的技术瓶颈，同时新工艺、新设备的不断研发和升级，为激光焊接技术带来更广阔的应用前景。

塑料激光焊接有几种不同的焊接方式：

(1)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，将塑料层逐渐黏结在一起；或者将被夹层沿着固定的激光束移动达到焊接的目的。

(2)同步焊接

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黏结在一起。

(3)准同步焊接

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10m/s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。

(4)掩模焊接

激光束通过模板进行定位、熔化并黏结塑料，该模板只暴露出下面塑料层的一个很小、精确的焊接部位。使用这种技术可以实现小于10μm的高精度焊接。

塑料的激光焊接越来越成为一种规模化的生产方式。如果用户对焊缝的质量有特殊的要求，他们更乐意采用这种仍然还比较新的技术。相对于传统连接工艺(比如超声波、振动和热风工具焊接)，激光焊接工艺已经逐渐取得其市场地位。用户也从它的众多优点中获益。有很多方式可将激光辐射应用到部件上，相应地产生了不同的焊接概念。除了轮廓焊接、同步和准同步焊接外，还有其他方式。多种焊接方式和焊接概念的出现，使得用户可以最佳的方式实现其特定应用的需求。与其他连接方法相比，塑料激光焊接不光在技术上是创新的，而且对于高强度焊缝而言还是一种很高效的方法。投资成本在一定程度上高于其他方法，但是因为维护成本低，不需要使用其他部件，以及激光系统在应用上的灵活性，很快就会收回投资。至少焊缝的高质量，包括高密封性、焊接过程的可重用性，即可保证经济上的优势。

激光的波长在金属材料的激光焊接工艺中，一般采用YAG或者CO2激光作为光源，塑料焊接也不例外。随着半导体材料工业的快速发展，半导体激光作为光源也渐渐得到了应用。三者之中，由于易于获得较大功率，前两者在传统的材料加工业中使用较为普遍；而由于塑料激光焊接对光源功率要求不高，但对可控性和易操作性要求较高，因此，半导体激光在塑料焊接中也有用武之地。二极管激光器产生的波长范围在800～1000nm之间，这对焊接来说是效率最高的能量区域。它结构紧凑，可以很方便安装在自动化设备上。

塑料焊接有时也使用CO2激光器。它能产生10600nm的光波，这同Nd3+：YAG和二极管激光器产生激光相比，更容易被塑料吸收。但是CO2激光的穿透性能不及其它两种激光器产生的激光。因此，CO2激光器主要用于薄膜材料焊接。使用Nd：YAG或二极管激光的透射焊接技术，能以超过20m/min的线速度将1mm以上厚度的塑料件焊接在一起。CO2激光器焊接薄膜的速度可以高达750m/min。目前国内塑料激光焊接设备才开始起步，大多处于探索阶段，如国内最早生产激光焊接机的武汉华工激光工程有限责任公司就推出了采用半导体激光器为光源的塑料焊接机。根据客户的工件形态，分别有：基于振镜运动方式的塑料激光焊接机，主要用于平面焊接；基于电动工作台三维运动的塑料激光焊接机，主要用于三维曲线的焊接。同时结合客户产品特点定制各种工装夹具，选择合适的激光添加剂配方，为客户提供交钥匙工程。

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来源：链塑网、精密成形