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塑料激光焊接机_原理_优点_优势_应用


发表日期:2021-01-26 | 文章来源:三和激光 | 文章编辑:曾德洲 | 浏览次数:

  原理


 

  激光焊接技术是借助激光束产生的热量使塑料接触面熔化,进而将热塑性片材、薄膜或模塑零部件粘结在一起的技术。它最早出现在20世纪70年代,但是由于费用昂贵,无法和更早的塑料粘接技术相竞争,如振动焊接技术、热板焊接技术。但是从20世纪90年代中期开始,由于激光焊接技术所需要的设备费用下降,该技术才渐渐受到人们的广泛欢迎。

塑料激光焊接机

  塑料激光焊接机是利用高能量密度的激光束作为热源的一种焊接方法,即激光辐射加热工件表面,表面热量通过热传导向内部扩散,使工件熔化,形成特定的熔池。如图 1 所示,激光束通过上层透光材料,然后被下层材料吸收,激光能量被吸收后转换为热能,由于两层材料被压在一起。热能从吸收层传导到透光层上,使得两层材料熔化并结合。

  可见激光光束的能量必须被塑料吸收,才能达到良好焊接效果,因此塑料激光焊接机一般采用半导体激光。另外,并不是所有塑料都能用激光焊接焊接。塑料可区分为热固性与热塑性两类。其中热固性塑料不具有重复成型性,也不能焊接,而热塑性塑料再加热后又会熔化(即可运用加热及冷却,使其产生可逆变化),是所谓的物理变化,因此具有可焊接性。
 

  优点:


 

  省电、免维护、环保、高速、无耗材。

  焊接设备不需要和被粘结的塑料零部件相接触。

  设备自动化程度高,很方便的用于复杂塑料零部件加工。

  不会出现飞边。

  焊接牢固。

  可以得到高精度的焊接件。

  无振动技术。

  能产生气密性的或者真空密封结构。

  最小化热损坏和热变形。

  可以将不同组成或不同颜色的树脂粘结在一起。
 

  优势


 

  激光焊接应用于塑料部件熔接的优点包括:焊接精密、牢固和密封不透气和不漏水,焊接过程中树脂降解少、产生的碎屑少,制品的表面能够在焊缝周围严密地连接在一起。激光焊接没有残渣的优点,使它更适用于国家食品药品监督管理局管制的医药制品及电子传感器等。

  易于控制,可焊接尺寸小或外形结构复杂的工件。由于激光便于计算机软件控制,而且光纤激光器输出可灵活地达到零件各个细微部位,采用激光焊接能够焊接其它焊接方法不易达到的区域,焊接具有复杂外形、甚至是三维几何形状的制品。

  与其他熔接方法比较,激光焊接大幅减少制品的振动应力和热应力。这意味着制品或者装置内部组件的老化速度更慢,可应用于易损坏的制品。能够焊接许多种类不同的材料。例如,能将透过近红外激光的聚碳酸脂,玻纤增强的黑色聚对苯二甲酸丁二脂连接在一起,而其它的焊接方法根本不可能将两种在结构、软化点和增强材料等方面如此不同的聚合物连接起来。

  激光焊接相比其它焊接方式具有速度快、效果好的特点,所产生的机械应力和热应力小,因此特别适合于鼠标、移动电话、连接器件等加工精密的电子元器件,以及需要以更清洁的方式来熔接的复杂部件,例如含有线路板的塑料制品。汽车、医疗、消费电子、食品等行业都是激光焊接的理想应用领域 。
 

  应用


 

  塑料激光焊接机可焊接各式各样的塑料件,如汽车领域:燃油喷嘴、变档机架、发动机传感器、驾驶室机架、液压油箱、过滤架、前灯、尾灯、汽车自动门锁、汽车无钥匙进出设备以及传感器等。医学领域:液体储槽、液体过滤器材、软管连接头、造口术袋子、助听器、移植体、分析用的微流体器件等。电子领域:电子元器件、鼠标、移动电话、连接器件、麦克风等等。

  汽车行业

  塑料激光焊接机在汽车行业的应用非常广泛,如自动门锁、发动机传感器、驾驶室机架、燃油喷嘴、变档机架等,已经有部分车型的尾灯也采用激光焊接,采用激光焊接的车灯密封性能好,不会出现漏水、漏气等现象,焊缝的耐蚀性能也是很优越的,而且其连接强度较高,车灯耐用性较好。图 2 是采用激光焊接的汽车尾灯。

  图 3 是激光焊接的汽车仪表盘和仪表盖。汽车仪表盘的焊接对外观和连接强度要求较高,激光焊接的使用不但可以保证仪表盘的使用性能和良好的外观,还可以提高仪表盘的可设计性。

  医疗行业

  在医疗领域,对塑料的连接质量要求极高,基于激光透射焊接能实现精密焊接、微连接以及焊接产品环保等特点,塑料制品在医疗工程行业中被广泛应用,特别是在医疗器械领域有大量产品使用激光焊接技术进行焊接。这些焊接通常要求在洁净环境下进行,这也是许多诊所及医院的通常要求,而激光焊接恰好能满足这一洁净要求,因此大量塑料制的医疗器械使用塑料激光焊接技术进行焊接。塑料激光焊接机可用于湿化瓶、胎儿检测器、微流控芯片、耳垢防护器、血液分析仪等。图 4 是医疗焊接样品。

  家电行业

  塑料激光焊接机可用于家电行业,比如空调风叶、液冷灯、LED 灯等。

  液冷灯焊接激光焊接塑料具有低成本、无污染、高速度、加工方便、实现精密数控容易、原材料适用范围广、接合性和工艺性好等综合优势,随着塑料焊接工艺研究和塑料激光焊接设备的逐步商品化,塑料激光焊接的应用必将越来越广泛,技术越来越成熟。为满足工业、医疗和科研等市场不断增长的透明塑料产品需求。

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