激光塑料焊接機的原理與應用

激光塑料焊接機的原理與應用

塑料作為一種被廣泛應用于各個行業的材料，曾經的三大污染之一，被人建議停止生產，事實證明這個想法是行不通的，塑料已經融入了我們的日常生活，融入了各行各業。作為鋼、鐵、鎂、鋁等金屬在工程上的替代品，塑料已經在很多金屬部件上有了應用，激光焊接作為一種可靠的塑料連接方法被廣泛使用，今天我們來了解下激光塑料焊接機。

要了解塑料的激光焊接，還得先從焊接概念說起。教科書上對焊接的定義為：通過加熱或者加壓，或者兩者并用，加或不加填充材料，使兩分離的金屬表面達到原子間的結合，形成永久性連接的一種制造工藝及技術。學術的說法有些繞口和復雜，白話說就是焊接是能將分離的金屬連接在一起的一項技術。隨著技術的進步焊接對象早已超出了金屬的范疇，但焊接的本質沒變，塑料的焊接就是通過夾具加壓、激光加熱使分離的塑料連接成整體的一項技術。

根據分子結構塑料可分為三種：熱塑材料(受熱軟化，物理變化，可反復塑制)，熱固材料(固化后不能再次熱熔或軟化，變化不可逆，化學變化)和合成橡膠。目前針對激光塑料焊接的研究和應用多是熱塑材料，本文所講也是圍繞熱塑材料展開。

1、為什么對塑料使用激光焊接

大多數的塑料制品都是模制品，其尺寸和結構復雜程度因模具的尺寸和結構所限而受到制約，在生產大型或結構復雜的熱塑性塑料零件時尤其明顯，大尺寸和結構復雜的塑料產品不能一次加工成型，這就需要一種可靠的工藝把多個零部件無縫連接到一起。機械連接、粘接和焊接是塑料連接三種常見的方法，而激光焊接以其優良的焊接質量、易于控制、焊接范圍廣(可焊接微小零件)等諸多優點成為人們研究的熱點，特別是汽車熱塑性零件，激光焊接已成為該領域的首選加工方法。

2、塑料激光焊接的原理

更確切的說，這里我們所說的激光焊接實際上應該叫激光透射焊接。其基本過程為：首先用夾具將兩個待焊接塑料零件按設計位置夾緊，然后將激光束定向照射到待焊區域，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，從而熔化上層和下層的塑料，然后凝固成牢固的焊縫。

因此，塑料激光透射焊接有兩個極為關鍵的地方，一是上層材料可以是透明也可以是有顏色的)必須能夠保證有足夠的激光通過，二是下層材料要能吸收激光的能量，兩層材料各司其職，保證完美焊縫的形成。