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在美國，塑料激光焊已經發展成為了特別適合某些應用的連接方法。而，德國FRIMO公司的紅外線焊接設備已經非常給力，投資成本相對較低, 且效率較高。與其它焊接方法如超聲波焊接、振動焊，熱平板焊接相比，激光焊接具有成本和性能方面的優勢，其設備的投資成本可節省20%。

現在，激光焊接不為人們所熟悉是其得到廣泛應用的最大障礙。但，隨著各個國家對其深入的研究，適合激光焊接塑料的大力開發，相信塑料焊接的未來會屬于“塑料激光焊接”。回復“焊接”，查詢更多相關文章

一、常見的塑料焊接技術有哪些？

到目前為止，應用于塑料的焊接的方法約有十幾種，但主要應用的還是以下四種：

1.超聲波焊接：利用高頻震蕩波在塑料件在的結合面上產生摩擦熱進行的焊接。主要應用在電子管、過濾器、汽車零部件等方面的焊接。

2.摩擦焊接：利用摩擦熱使塑料加熱、熔融；停止摩擦后塑料將冷卻固化；在一定壓力的繼續作用下，完成塑料的焊接。

3.振動焊接：以適當的頻率、振幅振動摩擦2個零部件，使塑料加熱、軟化；振動摩擦停止之后，零部件冷卻、凝固；在一定壓力的作用下，完成焊接過程。（能完成大型零部件的高效焊接。）

4.熱板焊接：將熱板夾在兩塊塑料接合面之間，通過熱板使塑料塊受熱、熔化；然后撤掉熱板，使兩塑料面貼合，冷卻、固化，受壓，完成焊接。

除了以上四種是主要的塑料焊接方法，目前還有一種新型的焊接方式——塑料激光焊接，下面我們先來看與傳統焊接技術相比，塑料激光焊接到底有哪些突出的地方？如下表

表：普通塑料焊接技術與激光焊接技術對比

注：從表格中，我們可以看出，塑料激光焊接技術相對于其他傳統的塑料焊接工藝，不僅克服了不能焊接三維空間形狀的部件的缺點，還大大提高了制件形態、尺寸的設計自由度，工程自動化，并且制件的質量也相對較高，成本卻降低。

二、何為塑料激光焊接技術？

1.塑料激光焊接原理

首先，我們從焊接原理來看，塑料激光焊接技術對塑料是有要求的，接合在一起的兩塊塑料部件，上層材料需要是可被激光穿透的，下層材料是可吸收激光。這樣在焊接的時候，下層材料吸收激光的能量并轉化為熱能，促使材料表面融化，融化層非常淺，（所以激光焊接的接合痕非常小，但強度有可能比材料本身還高。）在融化的同時，由于熱傳遞促使接合附近的材料也受熱軟化。當達到部件規定的尺寸的時候，撤掉激光，等待塑料部件冷卻、固化，并繼續施加一定的壓力，促使焊接完成。如圖：

圖：塑料激光焊接

2.五種激光焊接的方法

根據實際的焊接任務和焊接要求，激光的照射方法便有所不同，常見的有以下五種焊接方式：1.輪廓焊接 2.掩膜焊接3.準同步焊接4.同步焊接5.Globo 焊接

（1）輪廓焊接（CW:Contourwelding）：如下圖，一束激光投射到待焊接的制件上，沿著焊接區域的輪廓掃描一周，兩個被夾緊的塑料部件，下層制件受熱融化并連接在一起。制程簡單、快捷，精確到高。

圖：輪廓焊接

應用實例：

圖：西門子VDO公司油泵輪廓焊接

表：西門子VDO公司油泵輪廓焊接工藝參數

注：此制件焊接過程，精確度高，過程無滲水、無氣泡、焊接縫恒定，顏色穩定，制件外觀完美。

圖：德國Treffert公司特定顏色的輪廓線焊接

表：德國Treffert公司特定顏色的輪廓線焊接工藝參數

注：此制件輪廓線焊過程，沒有添加粘合劑，無化學反應，清潔衛生，可以用于醫療衛生包裝，無顆粒焊接。

（2）掩膜焊接（(MW:maskwelding）：線狀的激光束穿過反射掩膜，掩膜的陰影區下方是不需要連接的區域；特點：線狀型聚焦激光束，任何可以想象的平面幾何形狀、快速靈活、精細的二維焊接結構；應用：適用于微米級的或宏觀線度的焊接應用。

圖：掩膜焊接

（3) 準同步焊接（QCW:quasisimultaneouswelding）：兩個掃描鏡以非常高的速度沿著輪廓多次偏轉激光光斑。在這種方法中，整個圖案的加熱和連接幾乎是同步完成的；特點及應用：適用于不同的直徑、無須旋轉零件、高產能、無需夾緊裝置。

圖：準同步焊接

(4) 同步焊接（SW:simultaneouswelding）：同步焊接首先根據焊接區域形狀定制相應的激光頭，要求焊接區域形狀一般都是對稱的，比如圓形。同步焊接的激光束來源于多個二極管激光束，它們同時作用于焊接區域的輪廓線上熔化焊接區域達到焊接效果。

圖：同步焊接

圖：西門子燃料泵的同步焊接

表：西門子燃料泵的同步焊接

注：此制件焊接性能非常好，焊接縫小于100um，外表面美觀，材料連接強度高，工藝穩定，速度快。

（5）Globo 焊接：沿著產品的輪廓周線進行焊接。特點與應用： 二維和三維的任意形狀、無需附加的夾緊裝置夾緊壓力及能量應用的最優化同步、可與多維機械手作聯合配套應用。

圖：Globo 焊接

從以上五種不同的激光照射方式，完全可以滿足大部分塑料零部件的焊接，并且可以克服傳統塑料焊接技術的缺點，自身的優點也非常凸出。

優點：

1.光束強度可控，可盡量避免部件變形或受損；

2.激光光束集中，便于接縫準確成型；

3.這種工藝屬非接觸式工藝，既清潔又衛生，焊接過程也沒有顆粒產生，也不需要溶劑；

4.激光焊接適用于單次焊接及連續焊接；

5.焊接速度根據聚合物吸收率而定；

6.工件的幾何形狀沒有限制，設計 自由度非常高；

7.可以通過檢測溫度來控制制品的合格率，從而提高生產質量；

8. 生產過程平穩，無振動，可將弧光灼傷降到最低；

9.激光焊接產生最小的熱應力和機械應力。

三、目前塑料激光焊接技術應用實例

目前已經使用激光焊接技術的實例有如下：

1.汽車領域：

1）汽車鑰匙及啟動部件；2）尾燈等照明燈；3）儀表柵格；4）進給連通器；5）各種傳感器；6）防震、隔音用橡膠墊；7）燃料罐及燃料送給系統；8）過濾器激光焊接等；

2.醫療領域：1）醫用、醫療用具的殺菌包裝器具；2）注射器的激光焊接；3）微泵（部件微細鏈接）；4）輸液用醫療器械等

3.其他領域：手機、家電外殼及其電子器件的顯示窗部分的連接和合成纖維的接縫連接等（防水及防護衣料等）

應用實例：

作為一種相對新穎的連接工藝，激光焊接技術有著巨大的創新潛力。隨著激光源價格的下降，可以預見該技術的應用將會越來越廣泛。現在，普通消費類產品也正在加入激光焊接的使用行列。

汽車產業一直都是激光焊接技術的主要市場，而經濟危機的到來更迫使該產業尋找并建立成本效率更佳的生產和連接工藝。目前，很多實例一再證明，激光焊接技術相對于其他方法更具成本效率優勢。如果這種趨勢延續下去，先進的激光焊接工藝必將加速其普及和開發的步伐。

此外，療技術產業也表現出了對塑料激光焊接技術的強勁需求。該應用領域對制程的高潔凈性有著苛刻的要求，而激光焊接技術能夠很好地滿足這些要求。

所以，相對于塑料行業而言，研發適合激光焊接的材料，也是一個新的發展方向。回復“焊接”，查詢更多相關文章

文章參考《激光焊接塑料的原理及特性》、OFweek激光網《德國LIMO公司推出半導體激光器塑料焊接系統》、杉博精密技術、樂普科《激光焊接工藝詳解及趨勢分析》，艾邦高分子編輯整理

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