塑料激光焊接装置概述、原理及类型

当被粘接的塑料零部件不能承受振动、或者水密气密要求非常高、或要求无菌无粉尘环境(如医疗器械和食品包装)时，激光焊接技术就能派上很大用场。激光焊接技术速度快，特别适用于汽车塑料零部件的流水线加工。另外对于那些很难使用其它焊接方法粘接的复杂的几何体，可以考虑使用激光焊接技术。下面来看看塑料激光焊接技术介绍。

塑料激光焊接装置：

塑料激光焊接装置主要包括激光器、焊接头和焊接夹具。激光器的选择主要根据塑料材料特点来选择。大部分塑料都是选择透过率高的波长为808nm～1100nm激光器，焊接完全透明材料时需要在原材料中添加激光吸收剂或零件表面涂激光吸收剂促进激光的吸收。透明医疗材料则选择激光吸收率高的波长为1710nm或1940nm的激光器。

塑料激光焊接的原理：

激光塑料焊接方法要求上下层待焊材料对一定波长的激光分别表现为较好的透过性和较好的吸收性。基于此，塑料激光焊接也称为激光透射焊接。焊接时，激光透过上层材料并在上层材料与下层材料的结合面处被下层材料吸收并产生热量，热量在上下层材料之间传递，使结合面融化，熔融状态下的塑料大分子在焊接夹具的压力和热膨胀的作用下相互扩散和缠结，产生范德华力实现焊合。

塑料焊接方法的类型：

塑料焊接方法一般分为四类：

（1）轮廓焊接：激光沿着塑料焊接层的轮廓线移动并使其熔化，将塑料逐渐粘结在一起。主要用于焊接规则外形且有焊接速度要求的零件；

（2）同步焊接：使用带有多个激光口的激光发射器，通过光学器件调整激光束的方向和形状；激光束通过程序引导，沿着焊接层的轮廓线焊接，使整个轮廓线同时熔化并粘结在一起。主要用于焊接接触面积较大，且焊接一致性要求较高的零件；

（3）扫描焊接：又称准同步焊接，它综合了上述两种焊接技术。利用光学器件产生高速激光束，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。此方法对激光发射设备要求较高；

（4）掩膜焊接：通过预先制作的模板遮挡无效区域的激光束，只暴露出精确的焊接部位，仅对焊接区域进行熔化，实现焊接过程。这种焊接技术精度高，是目前应用较广的激光焊接技术，设备通用性强，模板制作简单、成本低，可以实现低至10μm的高精度焊接。

以上就是塑料激光焊接技术介绍，塑料激光焊接目前主要应用在汽车、家电、消费电子以及医疗行业。基于激光塑料焊接对塑料材料的光学特性要求，未来的行业发展趋势将在新型塑料材料的开发方面——包括黑色透光材料的开发，而塑料焊接的激光器研发主要致力医疗行业激光器的开发。

审核编辑：汤梓红