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塑料加工用激光焊接技术(一)

更新时间:2008-7-28 0:44:00

激光焊接技术是借助激光束产生的热量使塑料接触面熔化,进而将热塑性片材、薄膜或模塑零部件粘结在一起的技术。它最早出现在20世纪70年代,但是由于费用昂贵,无法和更早的塑料粘接技术相竞争,如振动焊接技术、热板焊接技术。但是从20世纪90年代中期开始,由于激光焊接技术所需要的设备费用下降,该技术才渐渐受到人们的广泛欢迎。 

    当被粘接的塑料零部件是非常精密的材料(如电子元件)或要求无菌环境(如医疗器械和食品包装)时,激光焊接技术就能派上很大用场。激光焊接技术速度快,特别适用于汽车塑料零部件的流水线加工。另外对于那些很难使用其它焊接方法粘接的复杂的几何体,可以考虑使用CO2激光焊接技术。 

    优点  

    激光加工具有很多优点,其中有: 

  焊接设备不需要和被粘结的塑料零部件相接触。
 
  速度快。 

  设备自动化程度高,很方便的用于复杂塑料零部件加工。 

  不会出现飞边。 

  焊接牢固。 

  可以得到高精度的焊接件。 

  无振动技术。 

  能产生气密性的或者真空密封结构。 

  最小化热损坏和热变形。 

  可以将不同组成或不同颜色的树脂粘结在一起。 

    工艺  

    最常用的激光焊接形式被称为激光透射焊接。该技术的过程为:首先将两个待焊接塑料零部件夹在一起,然后将一束短波红外区的激光定向到待粘结的部位。激光束通过上层透明材料,然后被下层材料吸收。激光能量被吸收使得下层材料温度升高,熔化上层以及和下层的塑料。上层材料可以是透明的或者是有颜色的,但是必须能够保证有足够的激光通过。 

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    图 1: 激光透射焊接的工作示意图 

    在过去由于两个透明的塑料层都不能吸收足够的激光能量,利用透射技术将它们焊接在一起是不可能;同样由于光束不具备足够的穿透能力,达到加热焊接接触面的作用,利过透射技术将两个黑色层的材料焊接在一起也是不可能的。但是最近的技术进步,已经可以将这两种类型的材料焊接在一起。  

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