塑料激光焊接的原理

激光焊接这个词应该所有人都不陌生，它的原理也很简单，就是通过激光产生的高温使材料熔化达到焊接的目的。激光焊接最大的优点就是精密而且高效，适用于各种对精密度要求高的领域。

不过将激光焊接引入塑料领域，它的原理就显得有些复杂了。塑料激光焊接的原理是这样的。

图中分层的材料，是即将被焊接到一起的两种塑料。我们可以发现这两种材料的透明度有着很大的差别，激光可以穿过透明材料作用在交界处，使两层塑料之间熔化，进而焊接到一起。

这引出了塑料激光焊接几个要点。1.被焊接的塑料必须有一种是透明的。2.另一种塑料对激光热量的吸收率高。3.两层塑料的反射率应该尽可能小。因此塑料激光焊接的选材是较严格的，不过现在大部分塑料经过共混、涂覆处理都能满足激光焊接的要求，巴斯夫就研制出几种能透过激光的黑色尼龙和PET材料。

目前聚乙烯（LDPE、HDPE）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、尼龙66（Nylon66）、聚丙烯（PP）、聚甲基丙烯酸甲酯（ＰＭＭＡ）等都有在激光焊接领域的应用。

塑料激光焊接的优点

激光焊接的优点十分显著，首先它的焊接速度快，可以得到高精度的焊接件；能产生真空密封结构，防水防尘；焊接牢固，能够制造出超过原材料强度的焊接缝；焊接过程中热损坏和热变形小，无飞边，焊缝严密，非常适用于医药制品及精密电子类产品。激光本身由计算机软件控制，易于调整，可灵活透射到零件各个部位。同时，激光焊接能够焊接其它焊接方法无法达到的区域，对于外形复杂、形状不规则的制品尤为适用。塑料激光焊接是一项无振动焊接技术，该工艺大幅减少塑料制品的振动应力和热应力，降低制品本身的老化速度，可应用于易损坏的塑料零件。塑料激光焊接可以将不同组成、不同颜色、不同结构以及不同软化点的塑料零件焊接在一起。对于其他焊接方法很难实现或者无法实现。焊接设备即为激光发射装置，其本身并不需要和被焊接塑料零部件相接触，设备自动化程度高，方便加工。

激光焊接的设备

塑料激光焊接的应用

如今工程塑料的性能日益提高，塑料作为一种可再生材料，渐渐代替了部分金属材料。结合塑料激光焊接的优点，目前最合适的领域是：精密塑料电子元件领域、医疗器材领域、汽车领域。

由于激光焊接可以灵活透射到精密器件上，在精密塑料电子元件领域应用最为广泛，例如手机零部件（机壳，耳机座，USB 座），鼠标，传感器等。

激光焊接具备高精密性，而且加工过程是无需接触材料，还可以应用在对密封度要求很高的包装领域（医用输液袋、无菌密封袋、导管等）。

大部分激光焊接是由机器控制的，因此加工速度十分快，能够应用于大型机器的生产流水线，特别是在汽车领域。汽车上的塑料部件非常多，对精密性要求也高，例如：自动门窗开关、喷油嘴、变速箱支架、发动机传感器、液压油箱、水箱导管，过滤阀门支架、车灯等。

小结

激光焊接对于塑料焊接领域是影响巨大的，近几年涂料和填料的进步，打破了材料的性能限制。但塑料激光焊接机器的成本较高，在国内研发还不够深入，一直没受到很好的推广。中国一直是全球最大的塑料市场，只要突破技术问题，塑料激光焊接成本就会急速降低，能够将塑料材料引入高品质、高附加值的时代。