欧威激光|简析塑料激光焊接的方法、优势及应用 发布时间:2024-04-12 11:58:32

激光焊接作为一种熔接塑料制品的技术,主要用于连接敏感性的塑料制品,例如线路板、塑料零件电子感应器、复杂形状的塑料制品,以及医用器械等要求严格密封及洁净度的塑料制品。

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激光塑料焊接技术的工作原理:

待两个塑料部件,上部件(外部件)为一透光材料部件,下部件(内部件)为一吸光材料部件。当透射激光束的上层母材和吸收激光束的下层母材上下堆叠,然后把激光照射在上部可以透过激光的材料,激光到达下层的界面以提高下层母材的表面温度,并且在此过程中产生的热量被传递到上层,从而使两种母材熔融并结合,激光焊接工艺能够制造出超过原材料强度的焊接缝。

 

一、塑料激光焊接常用焊接方法

在实际应用中,塑料激光焊接有几种不同的焊接工艺方不法。

 

1.顺序型周线焊接:

激光沿着塑料焊接层的轮线移动并使其熔化,将塑料层逐渐粘结在一起;或者将被夹层沿着固定的激光束移动达到焊接的目的。同步焊接,来自多个二*极管激光器的激光束,通过光学元件将激光束整形,激光東被引导到沿着焊接层的轮廓线上,同时在焊缝处产生热量,从而使整个轮廓线同时熔化并粘结在一起,扫描焊接,扫描焊接又称准同步焊接,扫描焊接技术综合了上述顺序型周线焊和同步焊接两种焊接技术。利用反射镜产生高速激光束10 米/秒的速度,沿着待焊接的部位移动,使得整个焊接处逐渐发热并熔合在一起。

 

2.扫描焊接:

扫描焊接又称准同步焊接,扫描焊接技术综合了上述顺序型周线焊和同步焊接两种焊接技术。利用反射镜产生高速激光束10 米/秒的速度,沿着待焊接的部位移动,使得整个焊接处逐渐发热并熔合在一起。

 

3.照射掩膜焊接:

激光束通过模板进行定位,熔化并粘结塑料,模板只暴露出下面塑料层上面积一个很小的焊接部位,激光束仅对制品上没有被掩膜遮住的部分加热。使用这种技术可以实现低至10微米的高精度焊接。

 

二、塑料激光焊接的优势

*.焊缝精密、牢固,不透气且不漏水,密封性能好;

*.无残渣生成,因而能将焊件紧密地焊接在一起;

*.作为一种非接触焊接,焊件表面无损伤;

*.具有灵活地操控性,通过计算机软件控制激光、光纤输出激光,可焊接尺寸较小或外形复杂(甚至三维)的制品;

*.极大地减小了制品在焊接过程中产生的振动应力和热应力,可用于极易损坏的制品的焊接,并能延长制品的使用寿命;

*.可将许多不同种类的塑料材料焊接在一起;

*.设备操作简便,维护方便。

*.干净、清洁、无粉末和杂质产生

*.无振动加工

*.高精度

*.非接触式

 

激光塑料焊接应用于塑料部件熔接由于其焊接精密、牢固和密封不透气和不漏水,焊接过程中树脂降解少、产生的碎屑少,制品的表面能够在焊缝周围严密地连接在一起。激光焊接没有残渣的优点,使它更适用于汽车制造、精密的消费型电子领域、医药领域、成品塑料包装等工业制造领域的激光塑料焊接应用。

 

三、激光塑料焊接技术案列分享

1.易于控制

可焊接尺寸小或外形结构复杂的工件。由于激光便于计算机软件控制,而且光纤激光器输出可灵活地达到零件各个细微部位,采用激光焊接能够焊接其它焊接方法不易达到的区域,焊接具有复杂外形、甚至是三维几何形状的制品。

 

与其他熔接方法比较,激光焊接大幅减少制品的振动应力和热应力。这意味着制品或者装置内部组件的老化速度更慢,可应用于易损坏的塑料制品,焊接多种类的塑料材料焊接。

 

2.塑料激光焊接应用

激光焊接是一项无振动焊接技术,因此它特别适合用于鼠标、移动电话、连接器等加工精密的电子元器件,以及需要以更清洁的方式来熔接的复杂部件,例如含有线路板的塑料制品、医用设备等。

 

在汽车工业中,激光焊接塑料技术可用于制造很多汽车零部件,如自动门锁、无钥匙进出设备、燃油喷嘴、变档机架、发动机传感器、驾驶室机架、液压油箱、过滤架、前灯和尾灯等。其它汽车方面的应用还包括进气管光歧管的制造以及辅*助水泵的制造在医学领域,激光焊接技术可用于制造液体储槽、液体过滤器材、软管连接头、造口术袋子、助听器、移植体、分析用的微流体器件等。

 

激光还可以将塑料薄膜焊接在一起,它沿着薄膜的边缘移动,通过粘接作用形成一个包装用的封体结构,操作过程可以完成的较快。

 

3.新材料的激光焊接应用

研究表明,聚合物对近红外线激光的透射率至少达到20-50%,采用激光焊接技术才能获得优良的焊接效果。绝大多数本色塑料和很多有色半透明塑料都能够达到此透光率要求,换句话说,激光焊接可以应用于绝大部分塑料。

 

鉴于车用塑料材质的性能,绝大多数的车用塑料零部件都可以采用激光焊接技术。即使有部分较低激光透过率的材料,或进行塑料改性,或在底层材料中加入一定的炭黑作为添加剂以便能吸收足够能量,同样可以满足激光透射焊接的要求。因此,激光焊接在车用塑料件的制造中得到了广泛的应用。需要注意的是,在激光透射焊接中需要明确塑料零件透光率的准确数据。

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欧威激光有限公司开发的ETM-31激光透过率测量仪,用于激光塑料焊接产品前期、测量塑料焊接过程中透光层材料的透光率,使用 800~1100NM红外区域的激光波长。测试操作方便,测试速度快。

 

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