塑料激光焊接的原理

激光焊接這個詞應該所有人都不陌生，它的原理也很簡單，就是通過激光產生的高溫使材料熔化達到焊接的目的。激光焊接最大的優點就是精密而且高效，適用于各種對精密度要求高的領域。

不過將激光焊接引入塑料領域，它的原理就顯得有些復雜了。塑料激光焊接的原理是這樣的。

圖中分層的材料，是即將被焊接到一起的兩種塑料。我們可以發現這兩種材料的透明度有著很大的差別，激光可以穿過透明材料作用在交界處，使兩層塑料之間熔化，進而焊接到一起。

這引出了塑料激光焊接幾個要點。1.被焊接的塑料必須有一種是透明的。2.另一種塑料對激光熱量的吸收率高。3.兩層塑料的反射率應該盡可能小。因此塑料激光焊接的選材是較嚴格的，不過現在大部分塑料經過共混、涂覆處理都能滿足激光焊接的要求，巴斯夫就研制出幾種能透過激光的黑色尼龍和PET材料。

目前聚乙烯（LDPE、HDPE）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、尼龍66（Nylon66）、聚丙烯（PP）、聚甲基丙烯酸甲酯（ＰＭＭＡ）等都有在激光焊接領域的應用。

塑料激光焊接的優點

激光焊接的優點十分顯著，首先它的焊接速度快，可以得到高精度的焊接件；能產生真空密封結構，防水防塵；焊接牢固，能夠制造出超過原材料強度的焊接縫；焊接過程中熱損壞和熱變形小，無飛邊，焊縫嚴密，非常適用于醫藥制品及精密電子類產品。激光本身由計算機軟件控制，易于調整，可靈活透射到零件各個部位。同時，激光焊接能夠焊接其它焊接方法無法達到的區域，對于外形復雜、形狀不規則的制品尤為適用。塑料激光焊接是一項無振動焊接技術，該工藝大幅減少塑料制品的振動應力和熱應力，降低制品本身的老化速度，可應用于易損壞的塑料零件。塑料激光焊接可以將不同組成、不同顏色、不同結構以及不同軟化點的塑料零件焊接在一起。對于其他焊接方法很難實現或者無法實現。焊接設備即為激光發射裝置，其本身并不需要和被焊接塑料零部件相接觸，設備自動化程度高，方便加工。

激光焊接的設備

塑料激光焊接的應用

如今工程塑料的性能日益提高，塑料作為一種可再生材料，漸漸代替了部分金屬材料。結合塑料激光焊接的優點，目前最合適的領域是：精密塑料電子元件領域、醫療器材領域、汽車領域。

由于激光焊接可以靈活透射到精密器件上，在精密塑料電子元件領域應用最為廣泛，例如手機零部件（機殼，耳機座，USB 座），鼠標，傳感器等。

激光焊接具備高精密性，而且加工過程是無需接觸材料，還可以應用在對密封度要求很高的包裝領域（醫用輸液袋、無菌密封袋、導管等）。

大部分激光焊接是由機器控制的，因此加工速度十分快，能夠應用于大型機器的生產流水線，特別是在汽車領域。汽車上的塑料部件非常多，對精密性要求也高，例如：自動門窗開關、噴油嘴、變速箱支架、發動機傳感器、液壓油箱、水箱導管，過濾閥門支架、車燈等。

小結

激光焊接對于塑料焊接領域是影響巨大的，近幾年涂料和填料的進步，打破了材料的性能限制。但塑料激光焊接機器的成本較高，在國內研發還不夠深入，一直沒受到很好的推廣。中國一直是全球最大的塑料市場，只要突破技術問題，塑料激光焊接成本就會急速降低，能夠將塑料材料引入高品質、高附加值的時代。