塑料激光焊接

　　● 塑料激光焊接原理
　　最常用的激光焊接形式被稱為激光透射焊接，自動焊接首先將兩個待焊接塑料零部件加壓力夾在一起，然後將一束短波紅外區的激光定向到待粘結的部位。
　　激光束通過上層透光材料，然後被下層材料吸收，激光能量被吸收後轉換為熱能，由於兩層材料被壓在一起。熱能從吸收層傳導到透光層上，使得兩層材料熔化並結合。
　　同時由於材料本身的熱膨脹擴張產生內部壓力。內部壓力與外部壓力共同作用確保了兩部分的堅固焊接。
　　● 塑料激光焊接的工藝
　　(1)激光的波長
　　塑料焊接過程中常用的是二極管激光器或半導體激光器。光束處於近紅外區域，並且光束波長在400～1,100μm，電離子切割機可以通過光纖傳輸，在這個范圍內的激光束可以被大多數的塑料所吸收。二極管激光焊接系統緊湊，並且激光器還可以達到更高級別的功率。激光的波長可以根據特殊要求來設計。半導體激光器的波長一般是808～980μm。半導體激光器投資成本小，體積小，效率高。
　　(2)塑料材料
　　熱塑性塑料包含無定形塑料和半晶性塑料。能夠被激光焊接的塑料均屬於熱塑性塑料。理論上，所有熱塑性塑料都能夠被激光焊接。塑料激光焊接技術對被焊接塑料的要求為：在熱作用區內的材料，要求對激光光波的吸收性好;不屬於熱作用區部分的材料，則要求對光波的透過性好，尤其在對兩件薄塑料件進行疊焊時更是如此。一般向熱作用區塑料中添加吸收劑可以達到目的。
　　(3)吸收劑
　　吸收劑的應用是塑料激光焊接工藝中非常重要的工藝。塑料激光焊接的本質是將熱作用區的待焊接塑料融化，雷射追蹤隨後冷卻自然實現塑料件的接合。讓塑料融化需要使塑料件吸收足夠的激光能量。
　　通常理想的吸收劑是碳黑，碳黑能夠將紅外波長的激光能量基本全部吸收，從而大大提高塑料的熱吸收效果，使得熱作用區的材料融化得更快、效果更好。一些其他顏色的染料，也能夠起到相同的吸收光波的效果。
　　添加吸收劑的方法有3種：一是直接向待焊接材料中滲入吸收劑，這樣應該將滲過吸收劑的塑料件放在下面，而把沒有滲吸收劑的塑料件放在上面，讓激光光波通過;二是向塑料件待焊接的表面滲吸收劑，這樣只有被滲透了吸收劑的一部分塑料將成為熱作用區而被融化;三是在兩塊待焊接塑料件的接觸處噴塗上或者印刷上吸收劑。
　　(4)其他參數
　　與金屬焊接不同，焊接設備塑料激光焊接需要的激光功率並不是越大越好。焊接激光功率越大，塑料件上的熱作用區就越大、越深，將導致材料過熱、變形、甚至損壞。應該根據需要融化的深度來選擇激光功率。

　　塑料激光焊接的速度比較快，一般得到1mm厚焊縫的焊接速度可達20m/min;而采用高功率的CO2激光器焊接塑料薄膜，最高速度可以達到750m/min。