激光塑料焊接的原理

激光塑料焊接的原理主要基于激光束的高能量密度和其在材料中的傳播方式。透射激光束的上層母材和吸收激光束的下層母材上下堆疊，然后把激光照射在上部可以透過激光的材料，激光到達(dá)下層的界面以提高下層母材的表面溫度，并且在此過程中產(chǎn)生的熱量被傳遞到上層，從而使兩種母材熔融并結(jié)合(如下圖示)。

激光塑料焊接的原理圖示

激光塑料焊接的優(yōu)勢

目前塑料焊接的市場普遍采用熱板焊接、熱氣焊、超聲波焊接、熱棒和脈沖焊接、電阻植入焊接等方法，這些方法在焊接精細(xì)度，焊接尺寸，焊接效率，焊接可靠度等方面都有著諸多亟待改進(jìn)的不便。市場需要一種既能控制材料熱塑性變形以提高焊接加工精度，又能保證焊縫均勻以提高焊接質(zhì)量的快速焊接方法。為此，激光塑料焊接應(yīng)運(yùn)而生，相比于傳統(tǒng)的焊接方法，激光塑料焊接具有以下優(yōu)勢：

非接觸焊接：激光焊接采用非接觸方式進(jìn)行焊接，避免了傳統(tǒng)焊接方式中存在的機(jī)械應(yīng)力、振動等問題，從而保護(hù)了塑料制品的結(jié)構(gòu)和性能。

高精度和高質(zhì)量的焊接：由于2μm激光的波長和光斑大小比較適合塑料的吸收和焊接，因此可以實(shí)現(xiàn)高精度和高質(zhì)量的焊接，可以通過對2μm激光頭的光斑整形實(shí)現(xiàn)超細(xì)焊。此外，由于激光焊接的熱量集中、熱影響區(qū)小，因此可以獲得清晰的焊縫和較小的熱影響區(qū)。

材料適應(yīng)性廣：2μm激光適用于多種塑料材料的焊接，包括聚乙烯塑料(簡稱PE)，聚丙烯塑料(簡稱PP)，聚氯乙烯塑料(簡稱PVC)等。

易于實(shí)現(xiàn)自動焊及復(fù)雜焊：2μm激光可以通過編程和自動化控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)焊接過程的自動化，從而減少了人為因素對焊接質(zhì)量的影響，提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。另外在一些非平面焊接，諸如連接件，彎曲件，管道接頭，2μm激光可以大展身手，完美實(shí)現(xiàn)復(fù)雜焊接。

環(huán)保和安全：相比傳統(tǒng)焊接方式中使用的氣體、焊絲或者粘合劑等材料，2μm激光不需要這些材料，僅需要增加一些添加劑，例如填料和顏料，來提高塑料的吸收激光能力，從而減少了環(huán)境污染和安全風(fēng)險(xiǎn)。

松盛光電2μm同軸測溫成像塑料激光焊接頭圖片

松盛光電2μm同軸測溫成像塑料激光焊接頭，2μm 激光對于很多高分子材料吸收良好，是用來做塑料焊接的最佳選擇，同軸紅外測溫實(shí)時(shí)反饋到控制系統(tǒng)，用來實(shí)時(shí)控制激光的參數(shù)，保證焊接點(diǎn)的溫度點(diǎn)的恒定焊接，最大程度的保證焊接良率。

其主要特點(diǎn)有：在線閉環(huán)溫度控制，超精細(xì)焊縫，同軸CCD監(jiān)控接口，體積小巧緊湊牢固，內(nèi)部結(jié)構(gòu)完全密封;同軸激光，同軸測溫，同軸成像;體積小巧緊湊牢固可靠，無多余調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)免維護(hù)，適用于高強(qiáng)度自動化流水線工作狀態(tài)。

激光塑料焊接的具體應(yīng)用

目前2μm激光塑料焊接技術(shù)因其高效、精確和環(huán)保的特性，在醫(yī)療、電子電器等多個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。

醫(yī)療領(lǐng)域：2μm激光塑料焊接技術(shù)在醫(yī)療器械制造中發(fā)揮著重要作用，它可以用于焊接內(nèi)窺胃鏡膠囊外殼、血液分析儀器、微流控制設(shè)備、一次性輸液設(shè)備以及醫(yī)療電子設(shè)備管等。這種技術(shù)能夠替代傳統(tǒng)的粘膠工藝手法，專門用來焊接醫(yī)療領(lǐng)域的塑料制品，無需助焊劑，焊接強(qiáng)度高且性能穩(wěn)定。目前包括心臟支架、胃鏡活檢鉗、耳垢防護(hù)器、球囊塑料導(dǎo)管等精密醫(yī)療設(shè)備都普遍采用激光焊接的加工方法。特別是球囊塑料導(dǎo)管，作為一種用于上消化道狹窄擴(kuò)張治療的塑料醫(yī)療介入器材，目前廣泛采用激光焊接加工。加工球囊導(dǎo)管可使用2μm激光，加工時(shí)激光束直接射到吸收激光的塑料表面，使塑料熔化實(shí)現(xiàn)焊接。先進(jìn)的激光焊接技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)球囊頭端和管體的無縫連接，使球囊導(dǎo)管在彎曲而狹窄的病變血管中推進(jìn)時(shí)暢通無阻，對血管的損傷降至最小，操作過程更加安全。在未來，更加先進(jìn)的激光焊接技術(shù)的引進(jìn)有望進(jìn)一步縮小球囊擴(kuò)張導(dǎo)管尖端外徑。

球囊塑料導(dǎo)管圖示

電子電器行業(yè)：在小型化、輕量化的精密塑料電子電器行業(yè)中，2μm激光塑料焊接技術(shù)也得到了廣泛的應(yīng)用。例如，它可以用于電腦塑料件、手機(jī)部件(如外殼、耳機(jī)座、USB接口等)、鼠標(biāo)、連接器、開關(guān)等塑料部件的焊接。

汽車行業(yè)：隨著汽車行業(yè)的快速發(fā)展，特別是新能源汽車廠家的推動，汽車市場亟需高精密、高質(zhì)量、高效率、高環(huán)保的汽車零部件加工工藝。2μm激光塑料焊接技術(shù)可以滿足連接汽車的各種零部件的加工需求，如車燈、儀表盤、傳感器、微電機(jī)、雷達(dá)、攝像頭等。這種技術(shù)能夠確保連接的高效率和高質(zhì)量，同時(shí)滿足汽車行業(yè)對無污染生產(chǎn)的需求。

家電行業(yè)：在家電制造領(lǐng)域，2μm激光塑料焊接技術(shù)同樣具有廣泛的應(yīng)用。例如，洗衣機(jī)、冰箱等家電產(chǎn)品的外殼、控制面板等部件都可以采用這種技術(shù)進(jìn)行連接。這種技術(shù)不僅提高了生產(chǎn)效率，還確保了產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性和可靠性。

此外，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場的不斷拓展，2μm激光塑料焊接技術(shù)還有可能在更多領(lǐng)域得到應(yīng)用，如航空航天、玩具制造等?？傊?，2μm激光塑料焊接技術(shù)憑借其高精度、高效率、無污染等優(yōu)點(diǎn)，正在成為越來越多行業(yè)選擇的塑料焊接技術(shù)。