塑料激光焊接的质量控制方案

激光塑料焊接是一项新兴的技术，发展也越来越成熟，应用场景越来越多。针对不同的产品和客户，质量要求可能不一样。松盛光电来给大家介绍激光塑料焊接的质量控制，要注意哪些方面。

焊接前(Pre-Process)

从外采购或者自制的塑料件需要进行以下检查：

尺寸公差

激光透色率

熔化特性

需要采用专用仪器检查或者提交给专业的第三方进行检查。大多数情况下，对新打样的零件以及不同批次的零件进行抽检。

焊接中(In-Process)

根据设备功能，可进行以下测量：

激光功率测量

激光模块电流和电压测量

温度测量

焊接距离测量

根据测量结果是否反馈到焊接过程中，可分为开环控制系统和闭环控制系统。开环控制，数据可以查看和分析焊接质量。闭环控制，数据可以实时反馈控制焊接过程，例如只有达到设定的焊接深度后停止焊接。

焊接后(Post-Process)

焊接完成后，可在下一道工序进行检测，以确保焊接质量。根据产品的功能要求，常见的测试如下：

压力或真空密封性试验

机械拉/压力试验

焊缝剖面的图像分析

另外，破坏性测试应随机和定期抽取，以验证批量生产中的焊接强度。

焊接距离(塌陷位移)测量

在同步和准同步的激光焊接过程中，一圈焊缝同时是软化的或者液态的，通过施加的夹紧力将部分熔胶挤出并实现连接。该过程中，上方零件向下移动，焊接距离/塌陷距离通常是0.1-0.4mm。

典型的激光焊接的塌陷位移曲线如上图。首先会检测到一个小小的上升，这是因为塑料的热膨胀。一旦塑料充分的熔化，液体熔料会被挤压出焊缝，焊缝下方的塑料会进一步熔化，焊接深度不断加大。当激光关闭，塌陷不会立刻停止。焊缝处熔料会冷却和凝固，这时会观察到一个微小且滞后的位移。

塌陷位移可以弥补塑料件变形和装配间隙，保证一周焊缝完整无间隙，提高强度和密封性。

非接触式温度测量

高温计测量从表面发出的热辐射。物体越热，发出的热辐射越多、波长越短。如果高温计在标准温度的辐射源上校准过，就可以得到准确的温度值。

如果没有校准，温度测量值会偏低。

比较有趣的是，在100-400℃的温度范围内，塑料焊接热辐射的红外波长大约几个微米。

由于在激光塑性焊接中，焊缝不是在上方零件表面，而是在两零件之间，所以发出的热辐射受到上方零件的影响。较长波长的红外辐射被上方零件吸收，无法到达上零件表面。因此，只有短波长才能用于温度测量。通常使用的温度检测元件是半导体光电二极管。

由于热辐射部分被上方零件吸收，因此不能得到绝对温度，只能得到一个相对温度信号。该信号可以与同一零件的焊接OKAY件的信号进行比较。

如果想要获得绝对温度值，高温计必须专门针对同样类型塑料和同样厚度的零件进行校准。在实际工作中，并不会做这样的标定，只是对比分析相对温度信号。