近几年,随着科学技术的不断升级,绿色环保理念在全球工业生产中得以贯彻,以及基于对生产成本控制等多方面的综合考量,塑料作为一种优异的可再生非金属材料,被广泛应用在各行业的零部件设计和制造上。激光塑料焊接技术作为一种高效、精准的连接方法,受到了越来越多企业和制造商的青睐。
1 激光塑料焊接原理 最常用的激光塑料焊接形式被称为“激光透射焊接”,在热塑性塑料的激光焊接过程中,通过机械夹具将两个待焊接塑料零部件实现紧密贴合;然后激光穿透上层工件后,能量被下层工件表面吸收后,使其熔化;再是热量通过热传导的方式使上层材料熔化。 焊接过程中,局部热量使材料膨胀并形成内部焊接压力,这一压力和外部机械夹具施加的压力确保形成牢固稳定的焊缝。几乎所有的热塑性和热塑性弹性体都可进行激光焊接,包括有玻纤增强的塑料,焊缝强度通常达到或强于母材本体的强度。
2 激光塑料焊接与传统方式的对比 1、热板焊接 热板焊接,对零件接缝面要求高,必须是一个平面。另外需要与零件外形匹配的加热夹具,零件外形改变,加热夹具外形也随之改变。 2、振动摩擦焊接 振动摩擦焊接,工件在压力下摩擦,直到生成的热量使接触面达到充分熔融状态。一旦熔融物已经形成并渗入到足够深的连接区域,相对运动停止,在压力作用下焊缝冷却并固化。而针对摩擦焊接工艺,振动引起的接缝处碎屑是其最主要问题点,且摩擦焊接对工件外观影响比较大,摩擦焊接工艺已无法满足精密工件的要求; 3、超声波焊接 超声波在处理大尺寸或者厚度较大的塑料时效率较低,还受到塑料种类的影响比较大,有时会出现焊接质量不稳定的情况,焊接过程中会有飞边,容易产生碎屑、机械应力大、加工物受形状大小限制等。
3 激光塑料焊接优势 1、焊缝美观 焊缝强度高且美观,具有密封、不漏气、不漏水等特点,焊接过程中材料降解少、基本无碎屑,将塑料制品紧密连接在一起。 2、高精度 精度高,焊接控制简单,适应性强,对结构复杂或焊件微小均有很强操作性。 3、品质卓越,持久耐用 非接触焊接无振动,激光焊接大幅度减少制品的振动力和热应力,从而延缓塑料制品的老化速度。 4、热传导性强 加热和冷却速度极快,极大减小了塑料制品的热应力和振动应力。 5、高效率 焊接速度快,自动化可集成性高。
4 塑料激光焊接的行业应用 1、家电行业 各种家用电子器件产品封装,比如空调风叶、液冷灯、LED、水杯等。 2、汽车工业 自动门锁、无钥匙进出设备、启动开关、胎压监测计、仪表盘、前灯和尾灯、进气歧管、燃油喷嘴、变档机架、发动机传感器、驾驶室机架、液压油箱、变速箱过滤器等。 3、医学领域 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、血液透析、分析用的微流体器件等。 4、其他行业 手机外壳、耳机外壳、键盘、传感器、电子元件、微开关、纺织品、尼龙表带、高级工业制成品与食品包装等。
5 激光塑料焊接解决方案 1、轮廓激光焊接系统 轮廓激光焊接主要应用于塑料件、汽车工业等中小尺寸产品。大族激光通用焊接及自动化事业部拥有多款轮廓焊接系统,如通用单工位轮廓激光焊接系统、专业定制单工位轮廓激光焊接系统、滑台双工位轮廓激光焊接系统、机器人轮廓激光焊接系统和同轴测温圆周轮廓激光焊接系统等。 2、准同步激光焊接系统 准同步激光焊接主要应用于塑料件、汽车工业等各类塑料件。我们拥有通用单工位准同步激光焊接系统、八工位激光焊接系统、准同步激光焊接系统(旋转双工位),以及准同步激光焊接系统(滑台双工位)等。 3、塑料激光焊接系统解决方案 塑料激光焊接系统解决方案主要应用于塑料件、汽车工业等各类产品。我们拥有双振镜对射塑料焊接系统和自动上下料塑料激光焊接系统等。 4、透光率测试仪 塑料的透光率对焊接的质量至关重要,这种材料的性能受到注塑和注塑上游的影响;在激光焊接之前,对透光率进行快速简便测试是塑料焊接的重要组成部分。透光率测试仪LTG01/LTG02是为了使塑料产品的透光率实现快速简便检查和验证,大多适用于塑料连接、密封焊接前的测试。
现在不同行业对塑料制品工艺要求在不断提高,传统工艺已经很难满足现有加工需要,对于要求高速焊接、精密焊接或无菌条件焊接的塑料制品,则采用激光焊接更具有优势。
塑料制品有不同类型和颜色,激光焊接在焊接过程中通过向焊接处添加各种颜料来实现更高的焊接牢固性,对于两种透明塑料或者塑料和金属的焊接,均有完整的技术解决方案。综合来看,相对于传统焊接方式,激光焊接在加工生产中拥有更多有利优势。