高功率掺铒有源光纤激光器为塑料焊接开辟新天地

2013-05-13 09:38

来源： OFweek激光网

　　激光塑料焊接优势和特点

　　伴随着塑料材料和激光设备的进步，塑料焊接逐渐成为激光焊接的一个新兴的、充满希望的应用领域。在某些应用中，激光塑料焊接比传统的超声波焊接、振动焊接、热平板焊接等工艺更具成本和性能方面的优势，详见表1。

　　激光焊接塑料技术主要有以下几方面的优点：

　　(1)焊缝尺寸精密、牢固、不透气不漏水，焊接表面完好无损；

　　(2)在焊接过程中树脂降解少、产生碎屑少，符合食品医药行业要求；

　　(3)与其他熔接方法比较，极大地减小了制品的振动应力和热应力；

　　(4)能够将多种类不同的塑料材料焊接在一起(其他焊接方法有较大限制)；

　　(5)易于控制，擅长焊接具有复杂外形(甚至是三维)的制品；

　　(6)能够焊接其他方法不易达到的区域。

　　激光塑料焊接需要考虑的几个问题

　　1.激光波长的选择

　　激光塑料透射焊接通常使用近红外波段的激光作为光源，包括半导体激光(波长808nm-980nm) 、Nd ： YAG激光(波长1064nm)和近年来发展势头比较迅猛的光纤激光(波长1050nm-1500nm )等，这些波段的激光在热熔塑料中均具有良好的透过率，而且可以和光纤耦合，传输光路比较简单，可以通过将聚焦头安装在机器人手臂上来实现数控精密焊接。

　　对于波长处于10.6μm波段的二氧化碳激光，由于塑料材料对其具有较高的吸收率，所以它的焊接过程属于热传导焊接，塑料材料对它的吸收由表及里，逐步深入，因此二氧化碳激光只适合用于焊接较薄的薄膜材料，当焊接材料具有一定厚度时，二氧化碳激光将两层材料熔合在一起的同时也会使得表层材料被熔化，造成过熔甚至碳化，焊缝形态和质量都不高。

　　2.对塑料材料的要求

　　塑料材料可以分为热塑性塑料和热固性塑料两大类，对于热塑性塑料来说，可以采用常规塑料焊接（振动、超声波、热板)的方式来连接，所以理论上，所有热塑性塑料都能够被激光焊接。

　　由于采用的是激光透射焊接原理，所以对于需要焊接的热熔塑料材料应满足一定的透过率要求，一般说来，当上层透过材料对近红外线激光的透过率高于50%，下层热作用区材料透过率低于20%时，激光塑料焊接会获得较好的效果。