塑料作為一種具有出色性能的可再生非金屬材料，正越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于各行業(yè)的零部件設(shè)計(jì)和制造中，逐漸取代傳統(tǒng)的金屬部件以實(shí)現(xiàn)相同的工作性能。在汽車(chē)、航空航天、交通運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)中，對(duì)輕量化的需求尤為迫切，這也促使各種塑料產(chǎn)品代替金屬，并對(duì)塑料零件之間的連接技術(shù)和質(zhì)量提出了更高的要求。

長(zhǎng)期以來(lái)，塑料焊接一直是連接塑料部件的最有效方法。然而，傳統(tǒng)的塑料焊接工藝，如超聲波焊接、振動(dòng)摩擦焊接和熱板焊接等存在一些問(wèn)題，如焊接質(zhì)量低、生產(chǎn)效率低、復(fù)雜形狀難以實(shí)現(xiàn)、環(huán)境污染、壽命短以及后續(xù)處理困難等，這些問(wèn)題一直以來(lái)一直困擾著塑料行業(yè)的從業(yè)者。

隨著激光技術(shù)的不斷創(chuàng)新和復(fù)合材料的開(kāi)發(fā)，塑料激光焊接正逐漸彌補(bǔ)這些缺陷，并以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)逐步取代傳統(tǒng)的塑料連接方式。

相比傳統(tǒng)的熱板焊接、摩擦焊接和超聲波焊接等技術(shù)，塑料激光焊接技術(shù)具有以下優(yōu)勢(shì)：

1. 局部加熱和非接觸式焊接，無(wú)需加工工具，減少成本；

2. 高加工精度和優(yōu)異的焊接質(zhì)量；

3. 焊接過(guò)程干凈，無(wú)污染，符合衛(wèi)生要求較高的醫(yī)療行業(yè)；

4. 解決了產(chǎn)品焊后凹陷的問(wèn)題，焊接后外觀(guān)優(yōu)良；

5. 快速焊接速度，高度自動(dòng)化，提高生產(chǎn)效率；

6. 可控的激光傳輸，便于計(jì)算和控制，可靈活地應(yīng)用于微小部件中，達(dá)到其他焊接方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)的區(qū)域；

7. 無(wú)形狀和尺寸限制，大大提高了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的自由度；

8. 高能量密度的激光熱源，實(shí)現(xiàn)了塑料接合面溫度的優(yōu)化，確保高速和高精度的焊接過(guò)程；

9. 影響范圍小，產(chǎn)生的震動(dòng)和熱應(yīng)力小，產(chǎn)品穩(wěn)定性高，內(nèi)部組織老化速度較慢，使用壽命長(zhǎng)。

正是基于以上優(yōu)勢(shì)，塑料激光焊接技術(shù)在高焊接效率和嚴(yán)格外觀(guān)要求的領(lǐng)域具有明顯的優(yōu)勢(shì)，并得到廣泛應(yīng)用，如汽車(chē)行業(yè)、醫(yī)療行業(yè)、家電行業(yè)、電子電器行業(yè)和照明行業(yè)等。

塑料激光焊接的原理是：通過(guò)激光光束穿透上層透明材料，透射到下層吸光材料，使兩個(gè)或兩個(gè)以上（同種或異種）塑料部件受熱膨脹，激光能量被下層吸光部件吸收并轉(zhuǎn)化為熱能，從而熔化其表面。然后，通過(guò)熱傳導(dǎo)將熱能傳遞到上層透明部件，通過(guò)內(nèi)部膨脹力和外部夾具壓力的共同作用，實(shí)現(xiàn)充分的熔合，完成上下部件的牢固焊接。激光光束和焊接部件的相對(duì)移動(dòng)形成焊縫。

塑料激光焊接有多種工藝方式，具體選擇取決于應(yīng)用需求和材料特性。

塑料激光焊接采用的工藝方式與金屬焊接有所不同。根據(jù)不同的焊接任務(wù)和要求，激光焊接可通過(guò)采用輪廓焊接、準(zhǔn)同步焊接、同步焊接、掩膜焊接、反射焊接和衍射焊接等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。壹晨激光公司能夠根據(jù)產(chǎn)品的特性提供相應(yīng)的焊接方式方案。

影響塑料激光焊接的材料因素

塑料激光焊接需要的是由透光和吸光材料組合而成的材料。其中，透明材料與黑色材料的組合方式是最常見(jiàn)且最理想的塑料激光焊接顏色組合。

通常，普通黑色塑料通過(guò)添加炭黑來(lái)使其呈現(xiàn)黑色。然而，由于炭黑具有非常好的吸光性能，因此不適合進(jìn)行透射焊接，因此傳統(tǒng)的普通黑色與黑色組合無(wú)法焊接。如果由于器件保密的原因需要設(shè)計(jì)全黑色產(chǎn)品，可以選擇使用透紅外線(xiàn)黑色塑料作為上蓋，下殼則采用炭黑黑色塑料，這樣可以實(shí)現(xiàn)外觀(guān)呈現(xiàn)黑色，同時(shí)又可以采用激光焊接的工藝方式。而白色塑料會(huì)使大部分激光反射，因此白色與白色的焊接難度較大。

一般來(lái)說(shuō)，需要確保上層材料在激光波段的透過(guò)率大于20％。透光效果過(guò)低會(huì)導(dǎo)致上層材料在焊接過(guò)程中首先過(guò)熱分解。

壹晨激光公司在激光焊接領(lǐng)域深耕多年，目前已經(jīng)開(kāi)發(fā)出專(zhuān)業(yè)的測(cè)量設(shè)備，可以完成對(duì)材料透光性的測(cè)試。

壹晨激光的激光焊接研發(fā)團(tuán)隊(duì)?wèi){借其高質(zhì)量的激光焊接研發(fā)平臺(tái)和高水平的激光焊接研發(fā)技術(shù)，在汽車(chē)行業(yè)、醫(yī)療行業(yè)、消費(fèi)電子行業(yè)、家電行業(yè)等領(lǐng)域取得了顯著的成就。

審核編輯 黃宇