塑料加工用激光焊接技術(shù)(一)

激光焊接技術(shù)是借助激光束產(chǎn)生的熱量使塑料接觸面熔化，進(jìn)而將熱塑性片材、薄膜或模塑零部件粘結(jié)在一起的技術(shù)。它最早出現(xiàn)在20世紀(jì)70年代，但是由于費(fèi)用昂貴，無法和更早的塑料粘接技術(shù)相競爭，如振動(dòng)焊接技術(shù)、熱板焊接技術(shù)。但是從20世紀(jì)90年代中期開始，由于激光焊接技術(shù)所需要的設(shè)備費(fèi)用下降，該技術(shù)才漸漸受到人們的廣泛歡迎。 

    當(dāng)被粘接的塑料零部件是非常精密的材料(如電子元件)或要求無菌環(huán)境(如醫(yī)療器械和食品包裝)時(shí)，激光焊接技術(shù)就能派上很大用場。激光焊接技術(shù)速度快，特別適用于汽車塑料零部件的流水線加工。另外對于那些很難使用其它焊接方法粘接的復(fù)雜的幾何體，可以考慮使用CO2激光焊接技術(shù)。 

    優(yōu)點(diǎn)  

    激光加工具有很多優(yōu)點(diǎn)，其中有： 

  焊接設(shè)備不需要和被粘結(jié)的塑料零部件相接觸。
 
  速度快。 

  設(shè)備自動(dòng)化程度高，很方便的用于復(fù)雜塑料零部件加工。 

  不會出現(xiàn)飛邊。 

  焊接牢固。 

  可以得到高精度的焊接件。 

  無振動(dòng)技術(shù)。 

  能產(chǎn)生氣密性的或者真空密封結(jié)構(gòu)。 

  最小化熱損壞和熱變形。 

  可以將不同組成或不同顏色的樹脂粘結(jié)在一起。 

    工藝  

    最常用的激光焊接形式被稱為激光透射焊接。該技術(shù)的過程為：首先將兩個(gè)待焊接塑料零部件夾在一起，然后將一束短波紅外區(qū)的激光定向到待粘結(jié)的部位。激光束通過上層透明材料，然后被下層材料吸收。激光能量被吸收使得下層材料溫度升高，熔化上層以及和下層的塑料。上層材料可以是透明的或者是有顏色的，但是必須能夠保證有足夠的激光通過。 

    圖 1: 激光透射焊接的工作示意圖 

    在過去由于兩個(gè)透明的塑料層都不能吸收足夠的激光能量，利用透射技術(shù)將它們焊接在一起是不可能；同樣由于光束不具備足夠的穿透能力，達(dá)到加熱焊接接觸面的作用，利過透射技術(shù)將兩個(gè)黑色層的材料焊接在一起也是不可能的。但是最近的技術(shù)進(jìn)步，已經(jīng)可以將這兩種類型的材料焊接在一起。