如何使用激光進(jìn)行塑料焊接

高質(zhì)量、可重復(fù)且完全無(wú)溶劑——基于激光的塑料連接具有大量?jī)?yōu)點(diǎn)，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(dòng)焊接。此外，使用激光連接時(shí)，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(jìn)入在局部受到強(qiáng)烈限制，譬如敏感電子元件可獲得有效保護(hù)。通常可將塑料激光焊接的四種類型分為：輪廓焊接、準(zhǔn)同時(shí)焊接、同時(shí)焊接和掩模焊接。進(jìn)行塑料焊接時(shí)，通常使用高達(dá)約 300 瓦的激光功率。

高質(zhì)量和可重復(fù)

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(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度。焊縫的強(qiáng)度能夠接近甚至超過(guò)原始材料的強(qiáng)度，連接可靠性高，能夠滿足對(duì)焊接強(qiáng)度要求較高的應(yīng)用場(chǎng)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?？梢詫?shí)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(dá)到微米級(jí)別。

無(wú)殘留物

與膠合、振動(dòng)和超聲波焊接相比，在激光焊接過(guò)程中沒(méi)有粘合劑殘留物或塑料絮片。

溫和

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

無(wú)噪聲和無(wú)磨損

用激光進(jìn)行塑料焊接不僅對(duì)材料溫和，而且對(duì)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(jìn)行塑料激光焊接時(shí)，將兩種類型的熱塑性塑料彼此連接：透明的連接配對(duì)物被激光照射，吸收性連接配對(duì)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(duì)物彼此擠壓，以便進(jìn)行充分的熱量傳輸。間隙應(yīng)盡可能小于 150 μm。為實(shí)現(xiàn)持久連接，熔化的塑料必須完全固化。因此，即使在實(shí)際的焊接過(guò)程之后，工裝夾具也會(huì)將兩個(gè)連接配對(duì)物壓彼此擠壓一定的停留時(shí)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(dá) 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(wèn)題是：對(duì)于體積非常大的部件，由于待焊接部件的輪廓不會(huì)同時(shí)加熱，可能會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力。

同時(shí)焊接

在同時(shí)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(shí)被加熱。結(jié)果：加工時(shí)間非常短，僅為 100 ms 左右。低復(fù)雜度且大量生產(chǎn)的部件尤其適合此工藝。然而，當(dāng)部件幾何形狀發(fā)生變化時(shí)，還必須調(diào)整光束的形狀。

準(zhǔn)同時(shí)焊接

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

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(jìn)氣歧管、儀表盤、變速箱過(guò)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(qiáng)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?yán)走_(dá)、自動(dòng)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(jì)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(xiǎn)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(wú)接觸式的焊接方法，焊接過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)、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(cè)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(guò)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(huì)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(fèi)電子行業(yè)：

電子產(chǎn)品外殼焊接：手機(jī)、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(shí)現(xiàn)外殼的無(wú)縫連接，提高產(chǎn)品的美觀度和密封性。例如手機(jī)電池后蓋、手機(jī)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(jī)、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(xué)器件封裝：一些光學(xué)器件，如 VR 眼鏡的鏡片與鏡框的連接、光學(xué)傳感器的封裝等，對(duì)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(fēng)扇、掃地機(jī)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(jī)的外殼拼接、風(fēng)扇葉片與電機(jī)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(jī)、PP 文卷夾、塑料筆桶等)、打火機(jī)、眼鏡盒、手提電筒、時(shí)鐘等日用品的生產(chǎn)過(guò)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(jī)內(nèi)飾件、衛(wèi)星部件等，也會(huì)采用激光塑料焊接技術(shù)進(jìn)行連接，以滿足航空航天設(shè)備對(duì)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(yáng)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)。