透明PET和純白PP塑料激光焊接解決方案

透明和純白熱塑性塑料是激光透射焊接中最難焊接的兩類塑料品種。利用透明或純白聚合物在2μm波段具有適度透過率以及較高吸收率的特性，使用2μm摻銩光纖激光器作為光源，在不使用任何吸收劑的條件下，對透明PET或純白PP兩種聚合物分別進(jìn)行焊接研究。

透明PET焊接

圖(a)、(b)分別為0.808μm和2μm激光焊接透明PET樣品的宏觀形貌隨輸入功率增加而發(fā)生改變的CCD圖。兩組樣品在焊縫處的表面都沒有凸起或燒焦的痕跡，說明樣品表面沒有被破壞。這是由于：本實驗將導(dǎo)熱系數(shù)較高(1.5W/(m· K)左右)的特種石英玻璃壓覆在樣品PET(導(dǎo)熱系數(shù)不超過為0.3W/(m· K))上下表面，除了為樣品的焊接提供適度的夾緊力外，還能將樣品上下表層的部分熱量導(dǎo)入石英玻璃內(nèi)，避免了樣品表面因溫度過高而發(fā)生燒蝕損傷。

上圖中，兩組樣品的融化區(qū)都隨著輸入功率的增大而加寬。注意到，部分樣品的焊縫中心出現(xiàn)了氣泡。氣泡對焊接件的氣密性有消極的影響，理想的焊接結(jié)果應(yīng)是形成與母材無異的、無氣泡或雜質(zhì)的焊縫。然而，與碳黑焊接的樣品因局部(碳黑絮團(tuán))吸收能量相對較大，在較低輸入功率(2.2W)時就已經(jīng)出現(xiàn)因熱分解而產(chǎn)生的氣泡，但無吸收劑焊接的樣品因無高吸收率的碳黑，在線能量較高(4.4W)時才出現(xiàn)氣泡，表明在相同線能量下，采用2μm激光焊接的透明PET樣品更不易出現(xiàn)氣孔缺陷。

純白PP焊接

圖(a)、(b)分別為使用0.808μm和2μm激光透射焊接純白PP樣品的結(jié)果。從(a)、(b)中可發(fā)現(xiàn)，兩樣品焊接表面都完好無損，沒有被破壞的跡象。此外，兩者都在激光掃描路徑上形成了熔合區(qū)，但通過截面切片顯微圖可觀察到兩熔合區(qū)有著明顯的區(qū)別：使用0.808μm激光焊接時，添加的碳黑吸收劑使熔合區(qū)呈現(xiàn)黑色，因而上、下母材的熔合狀況不易觀察，見上圖(a2);而使用2μm激光焊接時，由于樣品不添加任何吸收劑，熔合區(qū)沒有被雜質(zhì)所污染，保留母材原有的顏色，可觀察到上、下母材已經(jīng)很好地熔合在一起，見上圖(b2)。

實驗驗證了2μm激光焊接透明PET和純白PP塑料的優(yōu)勢，其破壞拉伸力分別達(dá)到了母材的57.8%和93.3%，且焊接中未使用任何添加劑，顯得更加美觀，其結(jié)合力更加穩(wěn)定，同時也較大提高了激光透射焊接的效率。

奧萊光電根據(jù)塑料焊接領(lǐng)域市場行情自主研發(fā)出針對2μm激光波長的同軸測溫成像激光焊接頭，利用同軸紅外測溫實時反饋控制，可以實時調(diào)整輸出能量保持焊接一致性，最大程度保證焊接良率。利用系統(tǒng)同軸CCD攝像頭與監(jiān)視裝置，對被焊接工件進(jìn)行定位追蹤，避免實時焊接過程中的焊點偏移。

其主要特點：

在線閉環(huán)溫度控制

超精細(xì)焊縫

同軸CCD監(jiān)控接口

體積小巧緊湊牢固

內(nèi)部結(jié)構(gòu)完全密封

同軸激光，同軸測溫，同軸成像

體積小巧緊湊牢固可靠，無多余調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)免維護(hù)，適用于高強(qiáng)度自動化流水線工作狀態(tài)

專用技術(shù)：激光、成像、測溫、紅光多光共軸