激光焊接的原理及其在塑料熔接上的应用0路灯控制器

激光焊接的原理及其在塑料熔接上的应用

激光焊接的原理及其在塑料熔接上的应用 2011年12月10日 来源： 　激光焊接原理　　　　利用激光把两件塑料部件焊接，首先把部件夹紧在一起，然后以近红外线激光NIR（波长810-1064nm），透射过第一个部件，然后被第二个部件吸收所，所吸收的近红外线激光化为热能，将两个部件的接触表面熔化，形成焊接区。这种焊接方法，能够造出超过原材料强度的焊接缝。　　激光焊接优点多　　应用激光焊接熔接塑料部件，其优点包括：·焊接缝尺寸精密、牢固、不透气及不漏水·在焊接过程中树脂降解少、产生碎屑少。部件表面能够严密地连接起来·与其他熔接方法比较，大幅减少制品的振动应力和热应力·能够将多种不同塑料焊接起来（其他焊接方法有较大限制）·擅长焊接具有复杂外形（甚至是三维）的制品；能够焊接其他方法不易达到的区域，　　由于激光焊接具有上述优点，所以特别吸引那些寻求更清洁的方式来熔接复杂部件的加工商，例如含有线路板的塑料制品、医疗设备等。　　　　多家公司相继推出激光焊接设备　　　　以往一段颇长时间，激光焊接未能在塑料的熔接上应用，这情况已逐渐改变，欧洲的Bielomatik、Leister、Branson等公司相继推出专门用于塑料焊接的激光设备，而新型的塑料和添加剂，令彩色塑料制品的激光焊接成为可能。塑料供应商亦不断改进现有配方，藉此优化塑料对激光的透射率或吸收率。各种因素配合下，令塑料制品的激光焊接工艺迅速发展。事实上，在某些应用中，激光焊接比超声波焊接、振动焊接、热平板焊接等工艺更具成本和性能方面的优势。　　激光焊接前景乐观　　　　Branson公司表示，由于激光焊接不会产生残渣，因而适合应用于美国食品及药物管理局（FDA）管制的医药制品，以及汽车制品和电子传感器。Bielomatik公司亦认为这种焊接技术，大大减少制品的振动应力和热应力，是焊接易损坏的制品（例如电子传感器）的理想选择。Leister公司则指出，其他的焊接方法难以将两种在结构、较化点和填充物料等多种性质不同的聚合物接连、而激光焊接却能应付自如。　　Novolas焊接设备　　Novolas生产线是Leister公司最新推出的设备。此生产线使用了高功率的二极管激光器，每个激光器的功率为25W或更高，提供以下型号的设备：NovolasC型焊接机-这是一台特形焊机，又是点焊机。它可以采用移动制品而固定激光点的焊接方法；又或者采用移动激光点而固定制品的焊接方法。其最大焊接面积为250×250mm，焊接几何形状时非常灵活，但缺点是焊接速度转慢。　　NovolasS型焊接机-该机使用[同步]焊接技术，原理是将激光束校准成一条直线或曲线，同一时间射结合处，光束和制品都不需移动。采用这种技术的优点是焊接速度快，但缺点是在焊接几何形状时受到限制。　　　　NovolasM型焊接机该机使用[同步]掩膜焊接技术。Leister公司向客户提供以照相平版印刷术制造的薄膜掩膜，用来掩盖制品不需焊接的部分，固定的激光束只加热制品上那些没被掩遮的部份。这种技术的好处是解决了S型焊接机的焊接几何尺寸所受到限制。再复杂的焊接形状，例如圆形或螺旋形，均能使用这种方式。此技术能生成更细更精确的焊接缝（焊接缝只有0.1mm），而且焊接缝的宽度可以变化。虽然同步掩膜焊接所需的准备时间比特形焊接较长些，但在大批量生产时，成本效益更好。NovolasM系统特别适合医药设备的微型连接。　　Laser-TecQslw系统　　Bielomatik公司生产的Laser-TecQSLW系统，采用一种被称为[准同步]的焊接技术，使用输出能量为70-250W的固态钇铝石激光器及高速扫描镜，可以使激光束每秒扫描全部接缝40次，生成的焊接只有0.1mm。这种激光系统现正应用于生产汽车的电子开门器。其他应用还包括汽车空气进气管上的传动装置和中控锁、变速箱、安全气囊、油压传感器和发动机传感器等。如果将多台Laser-Tec系统组合应用，更可焊接车辆的驾驶舱、压力容器、大型的集成传感器等。　　　　IRAM激光焊接装置　　Branson公司生产的IRAM激光焊接装置，包括：同步型及特形型两个系列。每系列可提供三种规格的激光焊接装置：小功率（150-450W）、中功率（600-900W）、大功率（900-1，350W）。　　Herfurth公司的高能激光器　　英国Herfurth公司生产的高能激光器，功率在250-1，000W之间。由于采用了高能量的激光。令焊缝强度非常高，能处理那些对激光透射率低，很难焊接的材料及颜色种类。例如把聚丙烯（PP）和玻璃纤维增强的缩醛塑料两种材料焊接，或用于将聚酯和聚丙烯制造的薄

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