如何使用激光进行塑料焊接

高质量、可重复且完全无溶剂——基于激光的塑料连接具有大量优点，并可取代众多行业中的传统工艺;，例如胶合、超声波或振动焊接。此外，使用激光连接时，也可以根据新的部件几何形状任意调整焊缝。由于热量进入在局部受到强烈限制，譬如敏感电子元件可获得有效保护。通常可将塑料激光焊接的四种类型分为：轮廓焊接、准同时焊接、同时焊接和掩模焊接。进行塑料焊接时，通常使用高达约 300 瓦的激光功率。

高质量和可重复

焊缝具有始终如一的高质量。产生的接缝具有与基材的强度相对应的强度。焊缝的强度能够接近甚至超过原始材料的强度，连接可靠性高，能够满足对焊接强度要求较高的应用场景。

可灵活使用

可根据各种部件几何形状任意调整焊缝。可以实现高精度的焊接，能够将塑料部件精确地连接在一起，焊接尺寸精度可达到微米级别。

无残留物

与胶合、振动和超声波焊接相比，在激光焊接过程中没有粘合剂残留物或塑料絮片。

温和

热量进入受到局部限制，可保护敏感的电子装置。激光焊接的能量集中在焊接部位，对塑料部件的热影响区域小，能够减少因焊接而导致的塑料材料的热变形、热降解等问题。

无噪声和无磨损

用激光进行塑料焊接不仅对材料温和，而且对环境也温和。

激光塑料焊接是怎么工作的?

采用透射焊接工艺进行塑料激光焊接时，将两种类型的热塑性塑料彼此连接：透明的连接配对物被激光照射，吸收性连接配对物被加热。吸收性塑料熔化透明连接区域。必须使用合适的工装夹具将连接配对物彼此挤压，以便进行充分的热量传输。间隙应尽可能小于 150 μm。为实现持久连接，熔化的塑料必须完全固化。因此，即使在实际的焊接过程之后，工装夹具也会将两个连接配对物压彼此挤压一定的停留时间。

三种激光透射焊接工艺的比较

轮廓焊接

在轮廓焊接中，尤其是圆形部件在激光束下以高达 25 m/min 的速度旋转。用激光束扫描并加热待焊接的轮廓。除圆形部件外，大型三维部件也非常适合轮廓焊接。这种工艺的问题是：对于体积非常大的部件，由于待焊接部件的轮廓不会同时加热，可能会产生应力。

同时焊接

在同时焊接中，激光束的形状应使其妥善适应部件。待焊接的轮廓以这种 方式同时被加热。结果：加工时间非常短，仅为 100 ms 左右。低复杂度且大量生产的部件尤其适合此工艺。然而，当部件几何形状发生变化时，还必须调整光束的形状。

准同时焊接

在准同时焊接中，扫描式激光束会加热焊接轮廓。由于激光束以高达 15 m/s(900 m/min)的速度循环运转，与冷却相比是如此之快，以至于几乎可以同时加热轮廓。借助可编程聚焦镜头，可以轻松应对变化的焊接轮廓，与同时焊接相比，这是一个明显的优势。

塑料焊接有哪些应用?

汽车行业：

汽车零部件制造：如汽车进气歧管、仪表盘、变速箱过滤器、车灯等的焊接。相比传统焊接方式，激光塑料焊接在这些部件上具有更好的强度、密封性、外观、速度和稳定性。

汽车电子配件封装：汽车上的许多电子配件，如汽车 360 摄像头、汽车雷达、自动门锁、电子驻车控制器、抬头显示仪等，采用塑料激光焊接，能够获得很高的产品品质与经济性，并且可以改善产品的成本、轻量化和外观。

汽车内外饰件焊接：包括汽车保险杠、汽车迎宾灯、汽车后尾灯、油气分离器等部件的焊接，以及汽车内饰件如座椅部件、内饰板等的连接。

医疗行业：

医疗器械生产：激光塑料焊接是一种无接触式的焊接方法，焊接过程中不会产生振动、噪音及粉尘，非常适合医疗塑料制品的精密焊接。例如各种医疗测试盒、呼吸管、血液分析仪、塑料针头、造口袋、流体器件、微控流部件、助听器、液体过滤槽等清洁度要求高的器件的密封焊接.

医疗设备组装：一些医疗设备的外壳、控制面板等部件的连接也会用到激光塑料焊接，以保证设备的密封性和稳定性。

消费电子行业：

电子产品外壳焊接：手机、平板电脑、笔记本电脑等电子产品的外壳通常由塑料制成，激光塑料焊接可以实现外壳的无缝连接，提高产品的美观度和密封性。例如手机电池后盖、手机中框等部位的焊接。

电子配件焊接：摄像头、显示屏、充电器、耳机、电子烟、智能手表等电子产品的内部配件，如线路板与塑料外壳的连接、电池与塑料支架的连接等，也可以采用激光塑料焊接4.

光学器件封装：一些光学器件，如 VR 眼镜的镜片与镜框的连接、光学传感器的封装等，对焊接精度和密封性要求较高，激光塑料焊接能够满足这些要求。

家电行业：

家电外壳及部件焊接：空调、风扇、扫地机器人、遥控器、电源开关盒等家电产品的外壳、控制面板、内部零部件等的连接和封装都可以使用激光塑料焊接。例如空调室内机的外壳拼接、风扇叶片与电机外壳的连接等。

LED 照明产品焊接：LED 灯的灯罩、灯座、散热器等部件的焊接，激光塑料焊接可以保证焊接部位的牢固性和密封性，提高 LED 照明产品的质量和使用寿命。

日用品行业：

塑料制品连接：塑料玩具、文具(如订书机、PP 文卷夹、塑料笔桶等)、打火机、眼镜盒、手提电筒、时钟等日用品的生产过程中，激光塑料焊接可以用于塑料部件的连接和组装，提高生产效率和产品质量。

食品包装焊接：食品包装盒、塑料扎带、吸奶器等食品相关的塑料制品，需要保证焊接部位的密封性和安全性，激光塑料焊接是一种理想的焊接方式。

航天航空领域：在航天航空领域，一些轻量化的塑料部件，如飞机内饰件、卫星部件等，也会采用激光塑料焊接技术进行连接，以满足航空航天设备对零部件质量和性能的高要求。

新能源领域：新能源汽车的电池模组、电池外壳、电池管理系统等部件的塑料部分，以及太阳能电池板的边框、接线盒等塑料部件的焊接，都可以使用激光塑料焊接技术。