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塑料激光焊接工艺及焊缝设计

黑色塑料激光焊接工艺有哪些。

塑料激光焊接技术本身已经发展了几十年，并不是一项新技术。然而，近年来，随着激光发生器价格的下降、电子/电气元件体积的下降以及更严格的外观要求，塑料激光焊接技术正在迅速应用于各行各业。激光塑料焊接压板治具工艺。

塑料激光焊接工艺

使用精确的红外激光束（波长为1um和2um）。激光束通过上层透射材料传输，然后被下层材料表面吸收。当激光能被吸收时，这两种材料紧密接触并熔化，最终形成化学连接。激光塑料焊接压紧工艺。

该工艺分为三个阶段：

第一阶段:压紧。上下部分压紧，红外透明材料在上面，吸收材料在下面。

第二阶段：加热。激光通过上部，被下部表面吸收，加热和熔化焊筋。

第三阶段：冷却。关闭激光，保持夹紧力，冷却和凝固焊缝。

塑料激光焊接的优点

焊缝清洁，无颗粒污染。采用红外激光束而不是摩擦加热，因此焊接过程不产生颗粒。同时，加热区的位置和尺寸可以准确控制，因此溢流控制更加灵活和简单。快速。能量的高度集中意味着塑料的加热速度非常快。热影响区域的精确控制。因此，它非常适合小型电子电气产品。无有害振动。避免损坏内部部件。

塑料激光焊接缺点

激光系统配置成本高。对零件材料有特殊要求。上部零件的透光率应大于15%，下部零件应增加1%体积的炭黑。零件结构设计有限。一般要求上部零件厚度小于3mm，无结构阻挡激光束。注塑精度有一定要求，零件平面度应小于0.2mm，装配后上下层间隙应小于0.1mm。激光塑料焊接缩水。

选择激光焊接系统

焊接系统按激光波长可分为1um和2um。

目前，1um激光焊接系统应用广泛。1um激光焊接原理如上所述，采用上层透射 连接下层吸收原理。不能焊接上下均匀透明的零件。

2um激光焊接系统同时加热上下部件，在接头处温度上升最快，从而熔化并形成连接。可焊接上下透明部件。2um激光焊接速度比1um激光焊接慢。目前，只有美国Dukane和德国LPKF有这种技术和设备。

仅限于主流的1um激光焊接系统。

根据激光束的扫描方法，1um激光焊接系统可分为轮廓扫描焊接系统、准同步焊接系统和同步焊接系统。目前，主流是1um准同步激光焊接系统。激光焊接的轮廓扫描。激光头或零件由伺服驱动，使激光束在焊接路径上移动。有足够的能量熔化和连接零件。该方法适用于平面焊接，或坍塌距离小于0.1mm的产品。

准同步激光焊接。激光头固定，焊筋通过镜头扫描加热(镜头内有两面伺服控制的偏光镜)。扫描速度可达500mm/s，并且可以根据需要扫描多圈。因此，可以认为一圈焊筋同时熔化和连接。也是目前主流经济的激光焊接系统。合适的产品尺寸最大可达1m×1m(根据不同的材料和应用会有所不同)。

TPU塑料可以用激光焊吗。

同步激光焊接。根据焊缝轨迹排列多个或几十个光纤激光器，同时加热焊筋。优点是焊接速度快。缺点是系统价格最高，由于激光头布置固定，更换成本高，不方便。目前，美国Branson拥有该技术。

材料添加剂对激光焊接的影响

塑料焊接对激光器的要求。

关于颜料或染料。事实上，激光焊接可用于任何颜色组合。最好的选择是上层材料的天然颜色，下层材料加1%炭黑。其次，黑色焊接黑色零件。一般来说，上层材料为红外透明黑色，下层材料为炭黑。白色也可以焊接到白色。最困难的是透明焊接。

需要注意的是，PEEK或LCP等半结晶材料作为上层透明层时，应采用自然色，不能添加颜料或染料，会影响焊接。

玻璃纤维大大降低了塑料的透射率。因此，当PBT用于上层透明层时。

30%玻璃纤维材料的厚度不得超过2mm。生产中应特别注意注塑模具的温度对透射率（如冷却过快或过慢）有很大影响。如果使用尼龙，玻璃纤维的含量不应超过35%。

添加剂选择参考表。可从下表中获得：

大多数热塑性塑料，包括无定形和半结晶，可以在自然或透明状态下焊接塑料激光。

无定形材料允许玻璃纤维含量小于40%，半结晶材料允许玻璃纤维含量小于20%。

无定形材料可用染料或颜料着色，半结晶材料用染料或颜料着色时不能焊接。激光塑料焊接的透光材料。

焊缝设计

有三种常见的焊缝设计：搭接设计（LapJoints）；T筋设计（TJoint/CollapseRib）；径向过盈设计（RadialJoint）。激光塑料焊接压板材料。

搭接设计

塑料件可以激光焊接吗。

这种类型的焊缝设计经常出现在微流体装置、小屏幕产品和纺织应用中。有时，零件表面的焊接筋小于0.1mm。下图显示了微流体装置上使用的高度小于0.1mm的焊接筋。激光塑料外壳焊接。

T筋设计

激光塑料复合焊怎么焊。

上图A为激光束光斑尺寸，一般为0.5-4mm，尺寸可调。B是压板空间，应大于0.5mm。C为上层厚度，一般应小于3mm。厚度取决于材料和添加剂，例如，透明PC厚度可达10mm仍可焊接，PBT 玻璃纤维30%，上层厚度应小于2mm。E是焊接距离，也称为坍塌距离。坍塌距离一般设计在0.15-0.7mm之间，常见为0.3-0.4mm。塑料激光测量焊接点温度。

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类似于超声波焊接的焊缝设计有两个优点：通过坍塌，克服零件尺寸误差或翘曲引起的焊接问题；通过监测坍塌距离，可以判断焊接质量和稳定性。

典型的焊缝设计案例

塑料激光焊接强度。

100mmx75mm的产品尺寸需要满足密封和无溢料的要求。焊缝设计如上图所示:筋宽2-3mm，焊接深度0.3-0.4mm。塑料激光焊接的填充率。

径向过盈设计

塑料焊接有几种方法。

要求内外零件过剩配合。克服所有零件公差后，过剩应仍有一定的干预量。一般来说，过剩是直径的1%-2%。例如，直径为10mm的圆应干预0.01mm-0.02mm，以获得良好的焊接效果。塑料件激光焊接原理。

滚珠焊接。

零件设计

装配定位。如下图所示，可在筋两侧设计定位凸台，防止错位造成外观不良。也可以通过设计其他结构来定位。塑料激光焊接吹气原理。

激光塑料焊接用什么镜片压。

在零件设计中，应考虑避免激光束被其他结构堵塞。同时，激光束应位于零件法线，以避免在零件表面反射。±15°区域内。

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