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2020年，全球知名高科技公司在中國(guó)尋求塑料焊接系統(tǒng)解決方案合作商，其公司RD在設(shè)計(jì)方案上采用的是超聲波焊接，超聲波焊接塑料存在機(jī)械應(yīng)力大、工件尺寸受限、對(duì)精密部件會(huì)產(chǎn)生損傷等缺陷，此產(chǎn)品對(duì)力學(xué)和聲學(xué)特性要求極高，為消費(fèi)者呈現(xiàn)極致美學(xué)和聲學(xué)體驗(yàn)。

科洛德激光在塑料激光焊接方面的研究成果和產(chǎn)品系列引起了客戶的關(guān)注，面對(duì)產(chǎn)品焊接寬度縮小，產(chǎn)品曲面設(shè)計(jì)，對(duì)于超聲波和常規(guī)激光焊接無(wú)法實(shí)現(xiàn)的困難和挑戰(zhàn)，項(xiàng)目組刻苦鉆研，精益求精，定制激光器性能參數(shù)，配套研發(fā)精密治具，實(shí)現(xiàn)了激光在精密的空間曲線焊接上的技術(shù)突破，滿足了客戶需求，此項(xiàng)目也成為消費(fèi)電子行業(yè)塑料激光焊接單一設(shè)備出貨量行業(yè)第一。

塑料激光焊接相對(duì)于傳統(tǒng)塑料連接工藝在產(chǎn)品的物理性能、工藝、美學(xué)和性價(jià)比等方面具有優(yōu)勢(shì)，塑料連接工藝的設(shè)計(jì)思路正在向激光焊接轉(zhuǎn)變。塑料激光焊接在材料方面不僅針對(duì)足夠透光的材料，對(duì)上層材料為黑色或其他顏色材料通過(guò)物料改性均可以實(shí)現(xiàn)激光焊接。

科洛德激光為醫(yī)療行業(yè)開(kāi)發(fā)了全透明塑料激光焊接系列產(chǎn)品，為車燈行業(yè)開(kāi)發(fā)了面光束同步激光焊接設(shè)備。

01、塑料激光焊接原理

最常用的激光焊接形式被稱為“激光透射焊接”。在熱塑性塑料的激光焊接過(guò)程中，首先將兩個(gè)待焊接塑料零部件通過(guò)機(jī)械夾具實(shí)現(xiàn)緊密貼合，然后激光穿透上層工件后，能量被下層工件表面吸收后使其熔化，然后熱量通過(guò)熱傳導(dǎo)的方式使上層材料熔化。

焊接過(guò)程中，局部的熱量使得材料膨脹并形成內(nèi)部焊接壓力，這一壓力和外部機(jī)械夾具施加的壓力確保形成牢固穩(wěn)定的焊縫。幾乎所有的熱塑性和熱塑性彈性體都可以進(jìn)行激光焊接，也包括有玻纖增強(qiáng)的塑料，焊縫強(qiáng)度通常達(dá)到或強(qiáng)于母材本體的強(qiáng)度。

02、常用塑料組合的互焊性能

激光適合于幾乎所有熱塑性塑料部件和熱塑性彈性體的焊接，即便是含有玻璃纖維或各種不同的材料也可以焊接。

激光焊接會(huì)受到兩種塑料相容性及熔融溫度差異性的影響，兩者相容性越好或熔融溫度越接近，越容易進(jìn)行激光焊接工藝，并獲得更高質(zhì)量的焊接強(qiáng)度；因此材料組合的光學(xué)屬性對(duì)于焊接過(guò)程至關(guān)重要，材料對(duì)激光的選擇性吸收和透過(guò)決定了兩層壓合工件的激光焊接的有效性。

03、透光件和吸光件的熔融溫度

用于激光焊接的一般指熱塑性塑料，這類塑料的特點(diǎn)是可以隨著溫度的升高而進(jìn)入熔融狀態(tài)，而不改變材料本身的物理特性。吸光和透光材料需要有共同的熔融溫度交互區(qū)間，其是形成焊接的必要條件。

另外對(duì)于不同種材料的焊接，雖然有時(shí)同為可焊接，但定義為吸光件或透光件。由于熔融溫度的差異性，對(duì)激光工藝的選擇和參數(shù)的設(shè)定也可能有一定影響。

04、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

透光件厚度D1要均勻，“無(wú)定形材料”理論上不做要求，“半結(jié)晶材料”建議≤2mm。焊接筋寬度D2＜光斑直徑；還要對(duì)焊接筋寬度，產(chǎn)品自身的注塑偏差以及工裝配合偏差等因素來(lái)綜合考慮。

D2建議大于1mm，D3建議大于0.5mm。

熔接塌陷位移可控，根據(jù)產(chǎn)品尺寸及材料特性不同，一般建議設(shè)定為0.25~0.6mm；要求D4>熔接塌陷位移。

05、塑料激光焊接行業(yè)應(yīng)用

汽車工業(yè)

醫(yī)療器械

消費(fèi)電子

06、準(zhǔn)同步激光焊接系統(tǒng)

準(zhǔn)同步激光焊接系統(tǒng)，集激光器與運(yùn)動(dòng)焊接部件為一體，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、操作方便、安全穩(wěn)定。

該系統(tǒng)采用塑料專用激光器配振鏡高速掃描方式，可選配高精度塌陷值測(cè)量傳感器來(lái)精確控制焊接的塌陷值，在振鏡掃描范圍內(nèi)可進(jìn)行平面任意軌跡的焊接，可配通用夾具和特定的夾具進(jìn)行多種產(chǎn)品的焊接。

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