塑料激光的焊接原理及应用

激光焊接技术已经是一项得到广泛应用的技术，主要应用在金属加工领域。随着塑料产业的发展以及它作为钢铁、镁、铝等金属的替代品被广泛的应用于汽车、船舶、包装、电子等行业，塑料激光焊接技术得到相应的研究和应用，并因其独特优势受到推广和青睐。

尽管塑料激光焊接技术几十年前就有了，然而早期由于激光技术、吸收剂、焊接方式，尤其是激光加工系统成本高等原因，未受到广泛关注和应用。

塑料激光焊接原理

塑料激光焊接要求焊接材料一方具有激光透过性，另一方则具有吸收性，称为透过式塑料激光焊接。对于吸收性不足的材料，通常采用添加吸收剂（碳黑）的方式。只是碳黑也能吸收可见光，容易造成焊缝颜色变深，与母材颜色不同。

激光穿过透过性塑料到达吸收性塑料表面，吸收性塑料在加热下软化、熔融。同时由于热传导透过性塑料侧也软化、熔融。熔核尺寸达到要求后，撤掉激光热源，在压力作用下实现焊接。

目前已有多种塑料焊接方法，如：超声波焊接、摩擦焊接、振动焊接、热板焊接，各种焊接方法适合不同尺寸、形状的焊接部件。相较于常规塑料焊接方式，塑料激光焊接能从二维到三维，打破形状结构的制约，具有高效、高质、自动化优势，适合更多领域的焊接需求。

塑料激光焊接方式

轮廓焊接：一种激光扫描焊接方式。可固定工件，令激光光束沿待焊接区域轮廓运动；也可固定激光光束，令待焊接工件沿预定轨迹运动。适用于复杂的二维焊缝，自由度高，灵活性好。

同步焊接：利用光学整形元件调整激光束形状，将一束或多束激光同时投射到待焊接区域，塑料软化、熔融，完成焊接。

准同步焊接：综合前两种焊接方式，焊接强度和质量与激光扫描速度、圈数，激光强度相关。

掩膜焊接：即在激光光源与待焊接区域之间加一层膜，利用掩膜的遮蔽，使激光束仅作用于希望被焊接的区域。同时，掩膜可根据具体情况来进行设计，因此适用于不同平面几何形状，实现精细焊接。

放射状焊接：主要用于圆柱状被焊物表面圆周线状的焊接，具体可采用轮廓焊接或准同步焊接方式。

GLOBO焊接：又称球形焊接，Leister公司推出世界上首个3D塑料制件球形焊接系统。不需附加加紧装置，夹紧压力和能量作用可以同步优化，可与多维机械手配套使用，适用于二维三维任意形状焊缝的焊接。