塑料作為一種具有出色性能的可再生非金屬材料，正越來越廣泛地應用于各行業(yè)的零部件設計和制造中，逐漸取代傳統(tǒng)的金屬部件以實現(xiàn)相同的工作性能。在汽車、航空航天、交通運輸?shù)刃袠I(yè)中，對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，并對塑料零件之間的連接技術和質量提出了更高的要求。

長期以來，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、振動摩擦焊接和熱板焊接等存在一些問題，如焊接質量低、生產(chǎn)效率低、復雜形狀難以實現(xiàn)、環(huán)境污染、壽命短以及后續(xù)處理困難等，這些問題一直以來一直困擾著塑料行業(yè)的從業(yè)者。

隨著激光技術的不斷創(chuàng)新和復合材料的開發(fā)，塑料激光焊接正逐漸彌補這些缺陷，并以其獨特的優(yōu)勢逐步取代傳統(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，塑料激光焊接技術具有以下優(yōu)勢：

1. 局部加熱和非接觸式焊接，無需加工工具，減少成本；

2. 高加工精度和優(yōu)異的焊接質量；

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

4. 解決了產(chǎn)品焊后凹陷的問題，焊接后外觀優(yōu)良；

5. 快速焊接速度，高度自動化，提高生產(chǎn)效率；

6. 可控的激光傳輸，便于計算和控制，可靈活地應用于微小部件中，達到其他焊接方法無法實現(xiàn)的區(qū)域；

7. 無形狀和尺寸限制，大大提高了產(chǎn)品設計的自由度；

8. 高能量密度的激光熱源，實現(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程；

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

正是基于以上優(yōu)勢，塑料激光焊接技術在高焊接效率和嚴格外觀要求的領域具有明顯的優(yōu)勢，并得到廣泛應用，如汽車行業(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：通過激光光束穿透上層透明材料，透射到下層吸光材料，使兩個或兩個以上（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化為熱能，從而熔化其表面。然后，通過熱傳導將熱能傳遞到上層透明部件，通過內(nèi)部膨脹力和外部夾具壓力的共同作用，實現(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移動形成焊縫。

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)不同的焊接任務和要求，激光焊接可通過采用輪廓焊接、準同步焊接、同步焊接、掩膜焊接、反射焊接和衍射焊接等方式來實現(xiàn)。壹晨激光公司能夠根據(jù)產(chǎn)品的特性提供相應的焊接方式方案。

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

一般來說，需要確保上層材料在激光波段的透過率大于20％。透光效果過低會導致上層材料在焊接過程中首先過熱分解。

壹晨激光公司在激光焊接領域深耕多年，目前已經(jīng)開發(fā)出專業(yè)的測量設備，可以完成對材料透光性的測試。

壹晨激光的激光焊接研發(fā)團隊憑借其高質量的激光焊接研發(fā)平臺和高水平的激光焊接研發(fā)技術，在汽車行業(yè)、醫(yī)療行業(yè)、消費電子行業(yè)、家電行業(yè)等領域取得了顯著的成就。

審核編輯 黃宇