塑料激光的焊接原理及應(yīng)用

激光焊接技術(shù)已經(jīng)是一項(xiàng)得到廣泛應(yīng)用的技術(shù)，主要應(yīng)用在金屬加工領(lǐng)域。隨著塑料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以及它作為鋼鐵、鎂、鋁等金屬的替代品被廣泛的應(yīng)用于汽車、船舶、包裝、電子等行業(yè)，塑料激光焊接技術(shù)得到相應(yīng)的研究和應(yīng)用，并因其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)受到推廣和青睞。

盡管塑料激光焊接技術(shù)幾十年前就有了，然而早期由于激光技術(shù)、吸收劑、焊接方式，尤其是激光加工系統(tǒng)成本高等原因，未受到廣泛關(guān)注和應(yīng)用。

塑料激光焊接原理

塑料激光焊接要求焊接材料一方具有激光透過(guò)性，另一方則具有吸收性，稱為透過(guò)式塑料激光焊接。對(duì)于吸收性不足的材料，通常采用添加吸收劑（碳黑）的方式。只是碳黑也能吸收可見(jiàn)光，容易造成焊縫顏色變深，與母材顏色不同。

激光穿過(guò)透過(guò)性塑料到達(dá)吸收性塑料表面，吸收性塑料在加熱下軟化、熔融。同時(shí)由于熱傳導(dǎo)透過(guò)性塑料側(cè)也軟化、熔融。熔核尺寸達(dá)到要求后，撤掉激光熱源，在壓力作用下實(shí)現(xiàn)焊接。

目前已有多種塑料焊接方法，如：超聲波焊接、摩擦焊接、振動(dòng)焊接、熱板焊接，各種焊接方法適合不同尺寸、形狀的焊接部件。相較于常規(guī)塑料焊接方式，塑料激光焊接能從二維到三維，打破形狀結(jié)構(gòu)的制約，具有高效、高質(zhì)、自動(dòng)化優(yōu)勢(shì)，適合更多領(lǐng)域的焊接需求。

塑料激光焊接方式

輪廓焊接：一種激光掃描焊接方式?？晒潭üぜ?，令激光光束沿待焊接區(qū)域輪廓運(yùn)動(dòng)；也可固定激光光束，令待焊接工件沿預(yù)定軌跡運(yùn)動(dòng)。適用于復(fù)雜的二維焊縫，自由度高，靈活性好。

同步焊接：利用光學(xué)整形元件調(diào)整激光束形狀，將一束或多束激光同時(shí)投射到待焊接區(qū)域，塑料軟化、熔融，完成焊接。

準(zhǔn)同步焊接：綜合前兩種焊接方式，焊接強(qiáng)度和質(zhì)量與激光掃描速度、圈數(shù)，激光強(qiáng)度相關(guān)。

掩膜焊接：即在激光光源與待焊接區(qū)域之間加一層膜，利用掩膜的遮蔽，使激光束僅作用于希望被焊接的區(qū)域。同時(shí)，掩膜可根據(jù)具體情況來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，因此適用于不同平面幾何形狀，實(shí)現(xiàn)精細(xì)焊接。

放射狀焊接：主要用于圓柱狀被焊物表面圓周線狀的焊接，具體可采用輪廓焊接或準(zhǔn)同步焊接方式。

GLOBO焊接：又稱球形焊接，Leister公司推出世界上首個(gè)3D塑料制件球形焊接系統(tǒng)。不需附加加緊裝置，夾緊壓力和能量作用可以同步優(yōu)化，可與多維機(jī)械手配套使用，適用于二維三維任意形狀焊縫的焊接。