激光塑料焊接機(jī)的原理與應(yīng)用

塑料作為一種被廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)的材料，曾經(jīng)的三大污染之一，被人建議停止生產(chǎn)，事實(shí)證明這個(gè)想法是行不通的，塑料已經(jīng)融入了我們的日常生活，融入了各行各業(yè)。作為鋼、鐵、鎂、鋁等金屬在工程上的替代品，塑料已經(jīng)在很多金屬部件上有了應(yīng)用，激光焊接作為一種可靠的塑料連接方法被廣泛使用，今天我們來(lái)了解下激光塑料焊接機(jī)。

要了解塑料的激光焊接，還得先從焊接概念說(shuō)起。教科書(shū)上對(duì)焊接的定義為：通過(guò)加熱或者加壓，或者兩者并用，加或不加填充材料，使兩分離的金屬表面達(dá)到原子間的結(jié)合，形成永久性連接的一種制造工藝及技術(shù)。學(xué)術(shù)的說(shuō)法有些繞口和復(fù)雜，白話說(shuō)就是焊接是能將分離的金屬連接在一起的一項(xiàng)技術(shù)。隨著技術(shù)的進(jìn)步焊接對(duì)象早已超出了金屬的范疇，但焊接的本質(zhì)沒(méi)變，塑料的焊接就是通過(guò)夾具加壓、激光加熱使分離的塑料連接成整體的一項(xiàng)技術(shù)。

根據(jù)分子結(jié)構(gòu)塑料可分為三種：熱塑材料(受熱軟化，物理變化，可反復(fù)塑制)，熱固材料(固化后不能再次熱熔或軟化，變化不可逆，化學(xué)變化)和合成橡膠。目前針對(duì)激光塑料焊接的研究和應(yīng)用多是熱塑材料，本文所講也是圍繞熱塑材料展開(kāi)。

1、為什么對(duì)塑料使用激光焊接

大多數(shù)的塑料制品都是模制品，其尺寸和結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度因模具的尺寸和結(jié)構(gòu)所限而受到制約，在生產(chǎn)大型或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的熱塑性塑料零件時(shí)尤其明顯，大尺寸和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的塑料產(chǎn)品不能一次加工成型，這就需要一種可靠的工藝把多個(gè)零部件無(wú)縫連接到一起。機(jī)械連接、粘接和焊接是塑料連接三種常見(jiàn)的方法，而激光焊接以其優(yōu)良的焊接質(zhì)量、易于控制、焊接范圍廣(可焊接微小零件)等諸多優(yōu)點(diǎn)成為人們研究的熱點(diǎn)，特別是汽車熱塑性零件，激光焊接已成為該領(lǐng)域的首選加工方法。

2、塑料激光焊接的原理

更確切的說(shuō)，這里我們所說(shuō)的激光焊接實(shí)際上應(yīng)該叫激光透射焊接。其基本過(guò)程為：首先用夾具將兩個(gè)待焊接塑料零件按設(shè)計(jì)位置夾緊，然后將激光束定向照射到待焊區(qū)域，激光束通過(guò)上層透明材料，然后被下層材料吸收。激光能量被吸收使得下層材料溫度升高，從而熔化上層和下層的塑料，然后凝固成牢固的焊縫。

因此，塑料激光透射焊接有兩個(gè)極為關(guān)鍵的地方，一是上層材料可以是透明也可以是有顏色的)必須能夠保證有足夠的激光通過(guò)，二是下層材料要能吸收激光的能量，兩層材料各司其職，保證完美焊縫的形成。