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激光塑料焊接

塑料作为一种常规的工业材料，广泛应用于工业品制造的各个领域，汽车，生活品，电子零部件，医i疗，航空航天，甚至军i用等，塑料的材料类型也随着工业应用的不断提高，在不断的更新。对于塑料的粘合工艺来讲，长时间来集中在涂胶，热压焊接，超声波焊接，高频红外等很多成熟的工艺方式，但是随着塑料产品工艺要求的提高，传统的塑料加工方式已经出现明显的不足。激光焊接在近的工业制造应用上有明显的优势。当然，激光技术的不断提升，设备成本的不断降低也是促使该行业进入大批量普及应用的阶段。由原来的通用型机器去适配材料，进入到可以根据产品反向定制设备的阶段。在目前来看i，相对传统工艺，激光焊接虽然优势明显，但是激光焊接并不是取代，而是对传统工艺的补充。激光设备的造价目前来讲还处在比较高的领域，所以一般情况下，工艺要求高（传统工艺无法完成）的加工应用，才会使用激光方式进行加工。

塑料激光焊接的方法

激光焊接原理

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i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。

塑料激光焊接常用焊接方法

在实际应用中，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i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***，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i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。

塑料激光焊接机对塑料材料的要求

塑料材料可以分为热塑性塑料和热固性塑料两大类，对于热塑性塑料来说，可以采用常规塑料焊接（振动、超声波、热板）的方式来连接，所以理论上，所有热塑性塑料都能够被由于采用的是激光透射焊接原理，所以对于需要焊接的热熔塑料材料应满足一定的透过率要求，一般说来，当上层透过材料对近红外线激光的透过率高于50%，下层热作用区材料透过率低于20%时，激光塑料焊接会获得较好的效果。

吸收剂的使用吸收剂的使用是塑料激光焊接工艺中非常重要的工艺。当底层热作用区塑料材料对红外激光透过率太高而不能吸收足够多的激光能量时，会影响到焊缝的形成和强度。此时需要借助吸收剂来提高吸收率，来获得理想的焊接效果。吸收剂既可以在注塑时同步加入到材料中，也可以灵活地喷涂或印刷在焊件的接触面上。

碳黑是i常用的理想吸收剂，它能够将红外波长的激光能量基本全部吸收，从而大大提

高塑料的热吸收效果，使得热作用区的材料融化更快、效果更好。但是当焊件为透明或有色材料时，如果采用将碳黑涂抹在焊件接触面的方式，焊缝颜色会变深，与母材颜色反差较大，不够美观。

英国焊接学会（TWI）研制出了一种叫做Clearweld的染料吸收剂，使用它作为吸收涂层英国焊接学会（TWI）研制出了一种叫做Clearwe1d的染料吸收剂，使用它作为吸收涂层来焊接透明或有色材料时可以得到透明的焊缝，因而焊接成品看起来美观精致。相对碳黑吸收剂，这种可以形成透明焊缝的吸收剂更受青睐，它也代表了吸收剂的研究发展趋势。

随着激光焊接工艺在塑料材料领域的应用，尤其是看到塑料激光焊接机可以克服振动焊接工艺对AIM设计上的限制，非常适用于制造复杂结构和形状的AIM后，许多厂家都在投入精力研发适合激光焊接的尼龙材料。