塑料激光焊接的工艺要求

时间：2024-07-29

(1)塑料材料
能用激光焊接的塑料属于热塑性塑料。理论上，所有热塑性塑料都可以被激光爆接:塑料激光焊接技术要求焊接期材料在热作用区对徽光光波具有良好的吸收性:不属于热作用区的材料需要良好的光波渗透性，特别是在堆叠和焊接两个薄蛆材料时。将吸收剂添加到一般向热作用区的塑料中。目前可以用激光焊接的单一成分塑料有PMMA-聚甲基丙烯酸甲酯(**玻璃)PC塑料、ABS塑料、LDPE低密度聚乙烯塑料，HDPE高密度聚乙烯塑料，PVC--聚氯乙烯塑料、Nylon6(尼龙6)、Nylon66(尼龙66)、PS 树脂等。这些塑料制成的塑料零件，

如塑料制品、塑料板、薄膜、人造橡胶、纤维甚至纺织品，都可以焊接。由于激光焊接具有传统焊接所不具备的热作用区小、控制准确的特点，上述单体材料也可以焊接。

(2)吸收剂
吸收剂的应用是塑料激光焊接工艺中非常重要的工艺。塑料激光焊接的本质是熔化热作用区待焊塑料，然后自然冷却塑料零件的连接。为了熔化塑料，塑料零件需要吸收足够的激光能量。般在不添塑料对光波的吸收性不是很好，吸收效率低，熔化效率不理想。通常理想的吸收剂是炭黑，它基本上可以吸收红外波长的所有激光能量，从而大大提高塑料的热吸收效果，使热作用区的材料熔化更快、更好。炭黑不仅吸收红外波段的激光光波，还吸收可见光波，这就是为什么炭黑看起来是黑色的。碳黑作为吸收剂会使激光焊缝的颜色变深，不
同于母材。其它颜色的染料也能吸收光波。英国焊接学会(The Welding Intitute,TWD开发了一种对可见光透明的染料。以此染料为吸收剂，可获得透明塑料焊缝。其原理是染料只吸收红外波段的电磁波，不吸收可见光，所以焊缝看起来仍然透明。在许多情况下，塑料焊接要求成品美观、精致，因此与炭黑相比，可见光透明染料吸收剂非常受欢迎。

(3)其它参数
塑料激光焊接所需的激光功率不同于金属焊接。焊接激光功率越大.塑料件上的热作用区越大越深，会导致材料过热、变形甚至损坏。激光功率应根据需要熔化的深度进行选择。塑料激光焊接速度快，一般1mm厚焊缝的焊接速度可达20m/min;高功率CO2激光焊接塑料薄膜，**速度可达750m/ min.计算机软件在激光焊接系统中的作用也很重要。软件除了可以数字化控制激光头的运动轨迹和速度、激光功率等一般工艺参数外，还可以提高加工速度和精度，提高加工质量。同时，焊接加工模拟软件可以根据不同材料的厚度、颜色和吸收率，结合激光功率、光波通过率等参数，所需吸收剂的用量和添加方法，以及焊接过程中激光波在上层材料中的能量损失，软件计算结果非常接近测量结果。由于塑料激光焊接规律性强，可预测性好，采用软件计算筛选方法和预测结果非常有效可行。由于塑料激光焊接规律性强，可预测性好，采用软件计算筛选方法和预测结果非常有效可行。

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