浅谈半导体激光在塑料焊接中的应用

我们的生产和生活中随处可见各种各样的塑料产品。处理塑料材料有许多不同的方法。热塑性焊接有15种以上的方法，如：加热工具焊接，超声波焊接，振动摩擦焊接。但是，对于三维几何形状，空心体，大型零件和其它产品，上述加工方法或多或少存在一些工艺问题，激光焊接很好地解决了这些问题。目前，激光焊接塑料的方法可分为非接触式激光焊接和激光传输焊接。这里我们主要介绍激光传输焊接。激光透射焊接是指激光束穿过激光塑料到达吸收激光塑料表面的技术，激光束产生的热量作用在接触面上，熔化塑料接触面，从而粘接热塑性组件在一起该焊接方法可以应用于搭接接头的焊接以及对接接头的焊接，并且还逐渐应用于汽车离合器，制动部件，发动机罩，汽车灯等的制造。激光焊接塑料的原理是：两种塑料在低压下夹紧在一起，激光产生的光束通过由镜子，透镜或光纤组成的光路系统聚焦在待焊接区域上。形成热影响区，其中一个塑料透过近红外激光，另一个塑料吸收激光。吸收激光能量的塑料将光能转换成热能，热能在塑料的接触表面熔化，并且热量也传递到透射近红外光的塑料表面。熔化区。在夹紧力的作用下，熔融区域产生分子间混合。当熔融金属的尺寸满足规定要求时，去除激光热源，在一定压力下，冷却后形成焊缝，实现透射激光塑料焊接。为了改善上层塑料的吸收性能，通常还添加吸收剂，另外，为了提高渗透塑料的渗透性能，通常添加高渗透性染料。激光塑料焊接的主要优点是：1）采用高能量密度激光热源优化塑料接头表面的温度，保证塑料激光焊接过程的高速度和高精度。 2）通过改变激光束的形状和尺寸，可以在很小程度上控制热影响区和接合区。焊接区域的外表面没有显示焊料形成的痕迹，并且没有观察到由焊接引起的损坏。 3）零件在焊接前组装，焊接过程非常简单。 4）组件的形状和尺寸没有限制，这使得组件的设计自由度飞跃。 5）焊接过程中没有振动，这对于电子元件和医疗设备等振动敏感部件非常有利。 6）非接触式处理（连接部件和热源无物理接触），易于维护医疗和食品设备的健康和安全。 7）激光束传输非常灵活，易于自动化。 8）不产生有毒烟雾，焊接现场安全可靠。传输激光焊接热源激光传输焊接采用红外激光作为焊接热源，波长主要是980nm，功率等级是根据焊接尺寸和材料，一般选用30W-200W光纤输出的半导体激光器。 Caplin光电60W-200W半导体激光器，集成高精度控制系统，用于非接触式焊接的塑料焊接，极小的热影响区和可控的焊点温度。