塑料激光焊接機焊接塑料的特性和原理

塑膠是一種常被稱為塑料或樹脂的聚合物，以單體為原料，通過加聚或縮聚反應而得到。可隨意改變組分和形狀樣式，由合成樹脂及填料、增塑劑、穩定劑、潤滑劑、色料等添加劑組成。

塑膠可分為熱固性和熱塑性兩類，前者不能再成形使用，后者可以重復生產。其物理延伸率較高，一般為50%~500%。各延伸率下，力不完全呈線性變化。

塑膠焊接原理

一種激光透射焊接方法：它的前提是兩個零件之一可以透過光，而另一個零件必須能吸收激光，在焊接時，激光束通過一個零件，然后在兩個零件之間的接觸面被另一個零件吸收，在焊接過程中，激光束被另一個零件吸收，形成熱作用區;在焊接過程中，激光束通過一個零件，然后在兩個零件的接觸面上相互擴散，從而形成緊密連接的材料，待焊接部件即被連接起來。

因此焊接塑料的一邊是通過激光的透射材料，另一邊是吸收激光的吸收材料。經常加入吸收劑(碳黑)，以改善吸收性材料的吸收性。此外，為了提高通過材料的激光透射性能，通常還會加入高透光率的染料。

激光器焊接特性

好處：

1、不受振動或超聲波等物理影響，適用于精密零件;

2、非接觸式焊接，不會對表面產生熱效應、劃痕或變形;

3、無粉塵、無飛邊等不良現象的清潔工作法;

利用最佳工藝條件可獲得較高的結合強度和密封性;

5、通過縮小光束可以將由于熱量而造成的影響降到最低;

6、樹脂降解量小，生成的析屑少，制品表面能在焊縫周圍緊密結合。

壞處：

1.對現有材料有限制(必須通過滲透和吸收材料結合使用);

2、兩種透明材料的疊焊需要加入吸收劑(目前只有進口產品，價格非常昂貴);

現行焊接方法：

1)外形焊接

外形焊接原理如圖：激光光斑按照預定的二維或三維線性軌跡依次移動來完成焊接動作，當然也可以是光斑固定，工件做直線運動完成焊接，原理相同，兩者都有相對運動。外形焊接靈活性高，配備多自由度機械手的激光焊接頭，可以輕松完成復雜三維曲線的焊接，能量利用率高，裝載方便，但由于是單點線性運動，焊接效率很難有很大提高，僅適用于小批量生產。

(2) 掩膜焊接

掩膜焊原理如圖所示，在激光光源與待焊件之間放置一層掩膜，所述膜片是按所需焊接輪廓設計的，當其輪廓處透光時，非焊點為非焊點。由于這種焊接精度達到了微米級，所以這種焊接方法具有極高的焊接精度，而且焊接效率高。但是，僅有部分激光參與焊接，導致激光功率利用率低。

3)同步焊接

同步焊原理如圖所示，多束激光射到工件接觸表面，使整個焊接輪廓同時出現熔化現象，冷卻凝固后即可進行焊接。為了保證焊縫分布均勻，也可以避免在同一平面。同時焊接速度快，效率高，適于批量生產，但成形零件價格昂貴，需要日常維護。

4)準同步焊焊

準同步焊焊原理如圖所示，它是輪廓焊接與同步焊接相結合的一種焊接方法，準同步焊接法是相對輪廓焊接，其激光光斑移動速度更快，可同時加熱整個焊縫輪廓，從而減少焊接缺陷。由于其焊接速度快，準同步焊可大大縮短焊接時間，但由于掃描振鏡的最大寬度有一定的限制，因此，在焊接過程中對工件尺寸有一定的要求。它適合焊接小型、高精度的零件，如精密傳感器、微電子等。