激光焊接技術(shù)是借助激光束產(chǎn)生的熱量使塑料接觸面熔化,進(jìn)而將熱塑性片材、薄膜或模塑零部件粘結(jié)在一起的技術(shù)。它最早出現(xiàn)在20世紀(jì)70年代,但是由于費(fèi)用昂貴,無(wú)法和更早的塑料粘接技術(shù)相競(jìng)爭(zhēng),如振動(dòng)焊接技術(shù)、熱板焊接技術(shù)。但是從20世紀(jì)90年代中期開(kāi)始,由于激光焊接技術(shù)所需要的設(shè)備費(fèi)用下降,該技術(shù)才漸漸受到人們的廣泛歡迎。
當(dāng)被粘接的塑料零部件是非常精密的材料(如電子元件)或要求無(wú)菌環(huán)境(如醫(yī)療器械和食品包裝)時(shí),激光焊接技術(shù)就能派上很大用場(chǎng)。激光焊接技術(shù)速度快,特別適用于汽車塑料零部件的流水線加工。另外對(duì)于那些很難使用其它焊接方法粘接的復(fù)雜的幾何體,可以考慮使用CO2激光焊接技術(shù)。
優(yōu)點(diǎn)
激光加工具有很多優(yōu)點(diǎn),其中有:
焊接設(shè)備不需要和被粘結(jié)的塑料零部件相接觸。
速度快。
設(shè)備自動(dòng)化程度高,很方便的用于復(fù)雜塑料零部件加工。
不會(huì)出現(xiàn)飛邊。
焊接牢固。
可以得到高精度的焊接件。
無(wú)振動(dòng)技術(shù)。
能產(chǎn)生氣密性的或者真空密封結(jié)構(gòu)。
最小化熱損壞和熱變形。
可以將不同組成或不同顏色的樹(shù)脂粘結(jié)在一起。
工藝
最常用的激光焊接形式被稱為激光透射焊接。該技術(shù)的過(guò)程為:首先將兩個(gè)待焊接塑料零部件夾在一起,然后將一束短波紅外區(qū)的激光定向到待粘結(jié)的部位。激光束通過(guò)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,熔化上層以及和下層的塑料。上層材料可以是透明的或者是有顏色的,但是必須能夠保證有足夠的激光通過(guò)。
圖 1: 激光透射焊接的工作示意圖
在過(guò)去由于兩個(gè)透明的塑料層都不能吸收足夠的激光能量,利用透射技術(shù)將它們焊接在一起是不可能;同樣由于光束不具備足夠的穿透能力,達(dá)到加熱焊接接觸面的作用,利過(guò)透射技術(shù)將兩個(gè)黑色層的材料焊接在一起也是不可能的。但是最近的技術(shù)進(jìn)步,已經(jīng)可以將這兩種類型的材料焊接在一起。