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     盈云光电致力于塑料激光焊接领域，公司愿与大家共同探讨塑料激光焊接领域的相关知识，今天我们就来了解一下关于“塑料激光焊接速度-工程塑料的激光焊接”方面的知识，希望接下来的讲解分析能帮到大家。

激光焊接工程塑料

塑料激光焊接和超声波焊接。

概述

热塑性塑料激光焊接是一种具有诸多优点的新型连接技术。它不仅非常高效，而且为用户提供了替代传统螺钉/粘合剂连接技术的成本效益高的解决方案。

该工艺特别适用于电子或医疗设备中使用的敏感部件的连接，因为只有连接区域受热，没有机械应力。

本文描述了激光焊接的原理、部分工艺变化和工艺对材料的要求，并列出了适合本工艺的聚合物产品系列。

优点

与传统焊接技术如热工具焊接、振动焊接和超声波焊接相比，热塑性激光焊接工艺具有许多优点：模具零件无机械应力只需少量加热焊接不同刚度的零件无接触（模具零件无熔化螺钉、无痕迹）可焊接不同粘度的材料几乎无腐蚀效果可修复焊接接头塑料激光焊接的应用。

但同时需要注意的是，激光焊接比传统焊接技术对聚合物材料、加工历史、染色和添加剂更敏感。透射焊接（也称为搭接焊接）是目前最有效的改进。激光焊接塑料常见问题。

工艺描述

在激光焊接过程中，辐射能被材料吸收并转化为热能，并在连接区域实现局部熔化（图1）。因此，对透射过程最基本的要求是选择合适的材料组合。

短波红外辐射应能够几乎不受阻碍地穿透上部连接器，并在下部连接器表面下0.1-0.5mm处完全吸收，将辐射能转化为热能(1)。吸收区部分连接器的热熔化(2)。材料熔化后，体积增大，接缝填充。由于上下连接器相互接触，热量在两者之间传递(3)。激光通过的部件也被传递的热量熔化(4)。

图1透射焊接工艺图

辐射源(激光)和聚合物的光学性质

欧卡德塑料激光焊接机。

吸收强度取决于材料、添加剂和激光源的波长。辐射光学性能可通过材料改性控制在一定范围内。吸收光谱描述了波长对入射能转化率的影响。反射光谱和透射光谱主要研究波长对反射和透射的影响（图2）。

海宾斯塑料激光焊接机。

图22mm厚Ultramida塑料板的反射光谱和透射光谱塑料激光焊接机。

透射性的要求决定了只有短波红外光源才能用作塑料透射焊接的主要射线源：固态激光器（钕铝石榴石激光器、波长=1064纳米）和高能二极管激光器（波长=800-1000纳米）。

无论聚合物使用什么填充剂或添加剂，中波和长波的红外辐射都会被表面完全吸收。这意味着二氧化碳激光器（波长=10，600纳米）不能用于薄膜焊接。

最新一代高能二极管激光器具有体积小、成本效益高、效率高等优点，但这些激光器聚焦能力弱，不能通用。塑料激光焊接厂家。

可变及重要工艺参数

当吸收能力弱的热塑性塑料与化学相容性高的吸收材料相匹配时，也适用于激光焊接。因此，需要仔细选择激光功率和激光透射材料，使激光束的能量密度足以熔化吸收材料。

激光束穿透塑料的深度受到激光束波长化学成分形态、添加剂（纤维、色浆、增塑剂和填充剂）的性质和数量等多种因素的影响

3：影响激光束渗透深度和焊接质量的因素

非结晶热塑性塑料只能吸收入射激光的一小部分，因此理论渗透深度可达100mm或以上。半结晶热塑性塑料的光学性能差异很大：二次晶体结构（如球粒）会导致激光束散射。透明塑料激光焊接。

填料及增强材料

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一些填料和增强材料通常用于工程塑料，它们可以散射或吸收入射红外线。虽然玻璃纤维本身可以通过红外线，但纤维和基底之间的许多界面可能会延长光径，导致辐射能量分散，减少穿透能量。

颜料或染料的含量在彩色塑料中起着非常重要的作用。渗透深度越小，破坏材料的风险就越小。当颜料含量较低时，吸收激光的连接器的熔化深度相对较大，但不会对材料造成热损伤。增加的膨胀体积可以延长熔融物的接触时间，最终提高焊接强度。因此，我们可以通过添加填料和/或颜料来调整吸收和透射，甚至使表面吸收层的厚度达到几微米。

在控制状态下添加一些添加剂可以生产彩色塑料。虽然肉眼的颜色没有区别，但它可以显示透射焊接所需的不同吸收行为。

工艺参数

为了保证焊接质量，焊接速度和激光功率必须控制在最大/最小范围内。由于扩散过程需要在一定时间内保持高温，进料速度过快或激光功率过低会影响焊接质量。另一方面，如果进料速度过慢或激光功率过高，可能会导致材料分解。

适用材料

PSU等非结晶热塑性塑料对常见波长具有理想的透射性。相反，PA、即使在没有添加剂的情况下，PBT和POM等半晶体热塑性塑料也能吸收和反射相当一部分激光能量(表1)。

激光塑料焊接。

1：激光焊接适用于各种热塑性塑料激光塑料焊接技术。

工艺的变化

目前，已经出现了大量的改进过程。它们都是基于透射原理，具体的过程应该根据情况而有所不同。以下将介绍每个改进过程及其特点。塑料激光焊接打标。

周线焊接手持式激光塑料焊接。

塑料激光焊接视频。

4：周线焊接图

周线焊接是一种顺序焊接工艺；在周线焊接中，激光束延伸可自由编程的焊缝轮廓，或由零件和固定激光束（图4）进行相对运动。该工艺主要采用圆形光纤耦合激光系统。根据激光器的类型和光学性质，焊接宽度可在0.1mm到几mm之间变化。

具有复杂三维形状的零件可采用周线焊接工艺，并能在不同形状的零件之间快速切换。

由于焊点的熔化需要依次进行，熔体不允许流出，因此该工艺要求接缝宽度较小。

同步焊接

5：同步焊接图

在同步焊接过程中，高能二极管激光器发出的激光线性绕组接头为一周（图5）。焊接同时熔化整个轮廓。二极管激光器的数量取决于部件的大小和焊接功率。双层不透明塑料用激光焊接。

该过程不需要部件和激光束之间的相对移动，也不需要指导激光束。但每次更改焊接部件的形状或设计时，都需要重新安排二极管激光器或使用新的焊接工具；此外，该过程只适用于轮廓由直线组成的部件。

同步焊接的优点是加工时间很短，特别适合大规模生产。塑料激光焊接机价格。

同步焊接或扫描焊接准确

6：准同步焊接图

准同步焊接结合了上述两种焊接技术的优点。它采用检流计反射镜（扫描仪）引导激光束沿焊接部件轮廓以10米/秒以上的高速移动（图6），使整个焊接部位逐渐加热并熔合在一起。与同步焊接不同，准同步焊接在焊接部件形状上具有高度的灵活性。

但本工艺仅适用于大小不超过2000的工艺×焊接件为200mm，通常只能用于平面焊接。在准同步焊接过程中，熔体可以施加压力流出，以补偿模具部件的公差。准同步焊接的加工时间比同步焊接长，但比周线焊接短。由于工艺偏转通道长，采用检流计反射镜，激光束质量要求高，多采用钕铝石榴石激光器。

掩模焊接激光焊接点焊。

掩模焊接是最新的焊接工艺。在掩模焊接中，线性激光束横扫焊接件表面；焊接件表面的掩模仅暴露下塑料层的精确焊接部分，激光束通过掩模定位、熔化和粘结塑料（图7）。该技术可以实现高精度焊接。激光焊接和点焊哪个好。

结构精细的模具可实现低至10微米的高精度焊接。除焊接板外，还可完成各种宽度的直线和弧焊。因此，该工艺主要用于焊接传感器、芯片、电子元件或微系统。然而，在焊接部件的形状发生变化后，需要重新制作模具。

7：掩模焊接图

2：比较不同的激光焊接工艺

安全与环境

当选择聚合物材料的焊接工艺时，产生的气体排放非常少，主要是无危险的CO2和H2O；但是，考虑到微量有毒成分的可能性，我们仍然建议安装适当大小的排气和过滤系统。

散射激光可能会对眼睛和皮肤造成伤害，因此在使用激光器时必须严格遵守员工安全条例等适用法规。

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