如何使用激光進行塑料焊接

高質(zhì)量、可重復且完全無溶劑——基于激光的塑料連接具有大量優(yōu)點，并可取代眾多行業(yè)中的傳統(tǒng)工藝;，例如膠合、超聲波或振動焊接。此外，使用激光連接時，也可以根據(jù)新的部件幾何形狀任意調(diào)整焊縫。由于熱量進入在局部受到強烈限制，譬如敏感電子元件可獲得有效保護。通常可將塑料激光焊接的四種類型分為：輪廓焊接、準同時焊接、同時焊接和掩模焊接。進行塑料焊接時，通常使用高達約 300 瓦的激光功率。

高質(zhì)量和可重復

焊縫具有始終如一的高質(zhì)量。產(chǎn)生的接縫具有與基材的強度相對應(yīng)的強度。焊縫的強度能夠接近甚至超過原始材料的強度，連接可靠性高，能夠滿足對焊接強度要求較高的應(yīng)用場景。

可靈活使用

可根據(jù)各種部件幾何形狀任意調(diào)整焊縫。可以實現(xiàn)高精度的焊接，能夠?qū)⑺芰喜考_地連接在一起，焊接尺寸精度可達到微米級別。

無殘留物

與膠合、振動和超聲波焊接相比，在激光焊接過程中沒有粘合劑殘留物或塑料絮片。

溫和

熱量進入受到局部限制，可保護敏感的電子裝置。激光焊接的能量集中在焊接部位，對塑料部件的熱影響區(qū)域小，能夠減少因焊接而導致的塑料材料的熱變形、熱降解等問題。

無噪聲和無磨損

用激光進行塑料焊接不僅對材料溫和，而且對環(huán)境也溫和。

激光塑料焊接是怎么工作的?

采用透射焊接工藝進行塑料激光焊接時，將兩種類型的熱塑性塑料彼此連接：透明的連接配對物被激光照射，吸收性連接配對物被加熱。吸收性塑料熔化透明連接區(qū)域。必須使用合適的工裝夾具將連接配對物彼此擠壓，以便進行充分的熱量傳輸。間隙應(yīng)盡可能小于 150 μm。為實現(xiàn)持久連接，熔化的塑料必須完全固化。因此，即使在實際的焊接過程之后，工裝夾具也會將兩個連接配對物壓彼此擠壓一定的停留時間。

三種激光透射焊接工藝的比較

輪廓焊接

在輪廓焊接中，尤其是圓形部件在激光束下以高達 25 m/min 的速度旋轉(zhuǎn)。用激光束掃描并加熱待焊接的輪廓。除圓形部件外，大型三維部件也非常適合輪廓焊接。這種工藝的問題是：對于體積非常大的部件，由于待焊接部件的輪廓不會同時加熱，可能會產(chǎn)生應(yīng)力。

同時焊接

在同時焊接中，激光束的形狀應(yīng)使其妥善適應(yīng)部件。待焊接的輪廓以這種?方式同時被加熱。結(jié)果：加工時間非常短，僅為 100 ms 左右。低復雜度且大量生產(chǎn)的部件尤其適合此工藝。然而，當部件幾何形狀發(fā)生變化時，還必須調(diào)整光束的形狀。

準同時焊接

在準同時焊接中，掃描式激光束會加熱焊接輪廓。由于激光束以高達 15 m/s(900 m/min)的速度循環(huán)運轉(zhuǎn)，與冷卻相比是如此之快，以至于幾乎可以同時加熱輪廓。借助可編程聚焦鏡頭，可以輕松應(yīng)對變化的焊接輪廓，與同時焊接相比，這是一個明顯的優(yōu)勢。

塑料焊接有哪些應(yīng)用?

汽車行業(yè)：

汽車零部件制造：如汽車進氣歧管、儀表盤、變速箱過濾器、車燈等的焊接。相比傳統(tǒng)焊接方式，激光塑料焊接在這些部件上具有更好的強度、密封性、外觀、速度和穩(wěn)定性。

汽車電子配件封裝：汽車上的許多電子配件，如汽車 360 攝像頭、汽車雷達、自動門鎖、電子駐車控制器、抬頭顯示儀等，采用塑料激光焊接，能夠獲得很高的產(chǎn)品品質(zhì)與經(jīng)濟性，并且可以改善產(chǎn)品的成本、輕量化和外觀。

汽車內(nèi)外飾件焊接：包括汽車保險杠、汽車迎賓燈、汽車后尾燈、油氣分離器等部件的焊接，以及汽車內(nèi)飾件如座椅部件、內(nèi)飾板等的連接。

醫(yī)療行業(yè)：

醫(yī)療器械生產(chǎn)：激光塑料焊接是一種無接觸式的焊接方法，焊接過程中不會產(chǎn)生振動、噪音及粉塵，非常適合醫(yī)療塑料制品的精密焊接。例如各種醫(yī)療測試盒、呼吸管、血液分析儀、塑料針頭、造口袋、流體器件、微控流部件、助聽器、液體過濾槽等清潔度要求高的器件的密封焊接.

醫(yī)療設(shè)備組裝：一些醫(yī)療設(shè)備的外殼、控制面板等部件的連接也會用到激光塑料焊接，以保證設(shè)備的密封性和穩(wěn)定性。

消費電子行業(yè)：

電子產(chǎn)品外殼焊接：手機、平板電腦、筆記本電腦等電子產(chǎn)品的外殼通常由塑料制成，激光塑料焊接可以實現(xiàn)外殼的無縫連接，提高產(chǎn)品的美觀度和密封性。例如手機電池后蓋、手機中框等部位的焊接。

電子配件焊接：攝像頭、顯示屏、充電器、耳機、電子煙、智能手表等電子產(chǎn)品的內(nèi)部配件，如線路板與塑料外殼的連接、電池與塑料支架的連接等，也可以采用激光塑料焊接4.

光學器件封裝：一些光學器件，如 VR 眼鏡的鏡片與鏡框的連接、光學傳感器的封裝等，對焊接精度和密封性要求較高，激光塑料焊接能夠滿足這些要求。

家電行業(yè)：

家電外殼及部件焊接：空調(diào)、風扇、掃地機器人、遙控器、電源開關(guān)盒等家電產(chǎn)品的外殼、控制面板、內(nèi)部零部件等的連接和封裝都可以使用激光塑料焊接。例如空調(diào)室內(nèi)機的外殼拼接、風扇葉片與電機外殼的連接等。

LED 照明產(chǎn)品焊接：LED 燈的燈罩、燈座、散熱器等部件的焊接，激光塑料焊接可以保證焊接部位的牢固性和密封性，提高 LED 照明產(chǎn)品的質(zhì)量和使用壽命。

日用品行業(yè)：

塑料制品連接：塑料玩具、文具(如訂書機、PP 文卷夾、塑料筆桶等)、打火機、眼鏡盒、手提電筒、時鐘等日用品的生產(chǎn)過程中，激光塑料焊接可以用于塑料部件的連接和組裝，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

食品包裝焊接：食品包裝盒、塑料扎帶、吸奶器等食品相關(guān)的塑料制品，需要保證焊接部位的密封性和安全性，激光塑料焊接是一種理想的焊接方式。

航天航空領(lǐng)域：在航天航空領(lǐng)域，一些輕量化的塑料部件，如飛機內(nèi)飾件、衛(wèi)星部件等，也會采用激光塑料焊接技術(shù)進行連接，以滿足航空航天設(shè)備對零部件質(zhì)量和性能的高要求。

新能源領(lǐng)域：新能源汽車的電池模組、電池外殼、電池管理系統(tǒng)等部件的塑料部分，以及太陽能電池板的邊框、接線盒等塑料部件的焊接，都可以使用激光塑料焊接技術(shù)。