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1、塑料激光焊接用于塑料加工的激光焊接技术

激光加工具有许多优点，包括：

 焊接设备不需要与要粘合的塑料零件接触。

 速度快。

设备自动化程度高，加工复杂的塑件非常方便。

 不会有闪光。

固焊。

 可以获得高精度的焊接件。 盈云光电作为山东激光塑料焊接设备生产厂家，生产的塑料激光焊接设备主要应用于汽车后尾灯、车载摄像头、汽车胎压监测计、医用流体器件、微流体器件、液冷灯等产品领域的塑料激光焊接工作，盈云光电激光塑料焊接设备主要销往：瑞安、广东中山、河北、上海、广东、吉林、湖北、重庆、北京、浙江、辽宁、江苏、天津、四川、河南、湖南、苏州、宁波、常州、盐城、嘉兴、南通等省市。厂家价格，欢迎来电：0531-88698207

无振动技术。

可生产气密或真空密闭结构。

 最大限度地减少热损伤和热变形。

 不同成分或颜色的树脂可以粘合在一起。激光焊接在塑件熔接中的优点包括：焊接精度高、牢固性好、气密性和水密性好，焊接时树脂降解少，碎屑产生少，产品表面可以在焊缝周围紧密连接在一起。激光焊接无残留的优势，使其更适用于国家食品药品监督管理局监管的药品和电子传感器。

易于控制，可焊接尺寸小或形状结构复杂的工件。由于激光易于通过计算机软件控制，并且光纤激光的输出可以灵活地到达零件的每一分钟，使用激光焊接可以焊接其他焊接方法难以到达的区域，并焊接产品具有复杂的形状，甚至是三维几何形状。

与其他焊接方法相比，激光焊接大大降低了产品的振动应力和热应力。这意味着产品或设备的内部组件会老化得更慢，并且可以应用于易碎产品。能够焊接多种不同的材料。例如，可以连接聚碳酸酯、玻璃纤维增强的黑色聚对苯二甲酸丁二醇酯，它可以传输近红外激光，而其他焊接方法根本无法将两者在结构、软化点和增强方面结合在一起，这样不同的聚合物就连接在一起了。最常用的激光焊接形式称为激光透射焊接。该技术的过程如下：首先，将两个待焊接的塑料部件夹在一起，然后将一束短波红外区域的激光照射到待焊接的部件上。激光束穿过上部透明材料，然后被下部材料吸收。激光能量被吸收以提高底层材料的温度，从而熔化上层和下层塑料。鞋面材料可以是透明的，也可以是彩色的，但必须能够保证有足够的激光通过。

图1：激光透射焊接工作示意图

过去，由于两层透明塑料层无法吸收足够的激光能量，因此无法使用透射技术将它们焊接在一起；两个黑色层的材料不可能通过传输技术焊接在一起。但是最近的技术进步使得将这两种材料焊接在一起成为可能。激光透射焊接技术主要使用两种激光设备：一种是掺钕钇铝石榴石合成晶体（Nd3+:YAG），另一种是半导体二极管。 Nd3+:YAG激光的波长为纳米（nm），很容易被含有特殊填料或颜料的塑料吸收。激光可以很容易地通过光纤传输到激光头，特别是在使用自动化设备的焊接技术中。

二极管激光器产生的波长范围在 - 之间，这是焊接效率最高的能量区域。它结构紧凑，可以方便地安装在自动化设备上。二极管激光器的吸收特性与 Nd3+:YAG 相似。

塑料焊接有时也使用二氧化碳 (CO2) 激光。它产生的光波比 Nd3+:YAG 和二极管激光器产生的光波更容易被塑料吸收。但是，CO2 激光器的穿透性能不如其他两种激光器。因此，二氧化碳激光器主要用于薄膜材料的焊接。

激光类型+：YAG二极管

波长(um)-1、0

最大能量(W)60,6,6,

效率10%3%30%

透射光束镜面反射光纤和镜面光纤与镜面或二极管激光器的透射焊接技术，可以20m/min以上的线速度将厚度1mm以上的塑料件焊接在一起。二氧化碳激光器可以以高达 m/min 的速度焊接薄膜。几乎所有的热塑性塑料和热塑性弹性体都可以使用激光焊接技术进行焊接。常用的焊接材料有PP、PS、PC、ABS、聚酰胺、PMMA、POM、PET和PBT。其他一些工程塑料，如聚苯硫醚PPS和液晶聚合物，由于激光透射率低，不适合激光焊接技术。因此，经常在底层材料中加入炭黑，使其能够吸收足够的能量来满足激光透射焊接的要求。

图 2：可用于激光焊接的聚合物

未填充或玻璃纤维增强的聚合物材料可用于激光焊接。然而，过高的玻璃纤维含量会散射红外激光，降低光束通过聚合物的穿透力。彩色塑料也可用于激光焊接，但随着颜料或染料含量的增加，激光束穿过塑料的穿透力会降低。塑料激光焊接有几种不同的焊接方法。

连续轮廓焊接（contourwelding）：激光沿着塑料焊接层的轮廓移动并熔化，逐渐将塑料层粘合在一起；或沿固定激光束移动夹层，以达到焊接的目的。

同时焊接：来自多个二极管的激光束沿着焊接层的轮廓引导并熔化塑料，从而使整个轮廓同时熔化并粘合在一起。

准同时焊接（Quasi-simultaneouswelding）：该技术结合了以上两种焊接技术。高速激光束（至少10m/s的速度）由镜子产生并沿待焊接部分移动，使整个焊接部分逐渐升温并熔合在一起。

掩模焊接：激光束通过模板定位、熔化和粘合塑料，模板仅暴露底层塑料层的小而精确的焊缝。使用这种技术可以实现低至 10 微米的高精度焊接。

图3：顺序轮廓焊接、同步焊接和准同步焊接技术（从左到右）

球面焊接（GLOBO Welding）是沿产品的轮廓轮廓进行焊接，它是瑞士莱丹（Leister） Leister) 公司的专利技术。激光束通过气垫玻璃球聚焦在焊接界面上，该玻璃球可以无摩擦地自由滚动。玻璃球不仅可以聚焦，还可以作为机械夹具。当球在表面上滚动时，会向界面提供持续的压力。这确保了激光加热材料时的压力夹紧。玻璃球取代了机械夹具，同时扩大了激光焊接在连续3D焊接中的应用范围。在汽车工业中，塑料激光焊接技术可用于制造许多汽车零部件，例如燃油喷嘴、换档架、发动机传感器、驾驶室框架、液压油箱、滤清器支架、前照灯和尾灯等。其他汽车应用包括进气歧管轻型歧管和辅助水泵的制造。

图4：激光焊接技术加工的汽车大灯采用玻璃球体，既可以聚焦激光，又可以作为夹持工具。

在医疗领域，激光焊接技术可用于制造储液罐、液体过滤设备、软管接头、造口袋、助听器、植入物、分析用微流控装置等

图5：利用激光焊接技术制造的微流控装置，利用该技术的高精度特性

激光焊接是一种无振动技术，因此特别适用于精密电子元件的加工。采用激光技术制造的设备包括鼠标、手机、连接设备等。采用激光技术制造的汽车电子产品包括自动门锁、无钥匙进出设备、传感器等。

激光还可以将塑料薄膜焊接在一起，它沿着薄膜的边缘移动，通过粘合作用形成包装密封结构。操作过程可以很快完成。据 TWI 称，它使用的 CO2 激光器可以以每分钟米的速度焊接微米级聚乙烯薄膜。

图 6：两片聚乙烯薄膜通过激光焊接得到的显微图像

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