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大族激光:激光技术在塑料焊接应用

6月14日,由中国高科技门户OFweek维科网及高科会主办,OFweek激光网承办的“OFweek 2019(第十五届)中国激光技术及工业应用论坛”在深圳前海华侨城JW万豪酒店正式举办。

在本次激光技术及工业应用论坛上,大族激光精密焊接事业部特种焊接项目总监陆云波带来了“激光技术在塑料焊接应用”的主题演讲。他为大家介绍了塑料激光焊接原理、工艺研究、产品应用、透明塑料无痕焊接技术等内容。

OFweek 2019(第十五届)中国激光技术及工业应用论坛成功举办

大族激光精密焊接事业部特种焊接项目总监陆云波

以下为陆云波总监的发言内容,OFweek激光网编辑做了不改变原意的整理及编辑。

演讲原文:

大家各位来宾,各位朋友,大家下午好!

我是大族激光精密焊接事业部陆云波,今天我演讲主题是激光技术在塑料焊接应用,首先要感谢OFweek平台组织这样活动,让业界同行之间能够从理论、应用上进行互动与交流。

近几年,随着技术的不断升级,塑料的激光焊接对未来是增长的趋势。我今天演讲的内容主要分为四个部分,第一部分是关于塑料激光焊接原理,工艺研究以及检测方法;第二部分是关于塑料激光焊接行业应用,包括3C、汽车配件、医疗器械等;第三部分是透明塑料无痕焊接技术,是大族激光革命性的技术。最后一部分是简单介绍一下大族激光。

塑料激光焊接原理

左边这个图是激光的透射焊接。顾名思义,它就是两种材料叠加,在夹具的作用下,激光透过上层材料,被下层材料吸收,然后通过一种热传导的方式,使上层材料和下层材料融合在一起。右边这个图是我们新的技术突破,就是针对于透明塑料做到拼接焊。塑料在拼接上难度非常大,我们实现了透明塑料的拼接焊,也是为医疗行业上专门做了工艺的研究。

塑料的传统焊接和激光焊接对比

在传统焊接方面,热板焊接用的很少,前几年应用最多的就是振动摩擦焊接、超声波焊接,这两种都是振动焊接,工件在接触材料表面进行高频的振动,通过摩擦达到它的熔点,然后融合,这种技术有很多的缺陷,它是接触式的,还有震动、融合,容易产生缺陷,而且时间长了会产生疲劳,零件就容易脱落,它的机械应力比较大,这就严重影响气密性。

激光焊接塑料就有效避免这些不良因素。一是它是非接触,二是焊接强度高,不容易失效,减少风险。在汽车配件行业,这两年激光焊接基本全部替换超声波焊接。激光焊接生产的柔性会更好,对工人的工作环境也比较好,而超声波焊接的工作环境是特别差。

前些年,激光有些技术没有突破,而且激光器价格比较高,相比传统焊接,一次性投入较大,可能不是很快产生效益。但是现在激光的经济优势就凸显出来了,激光焊接塑料,它可以降低设计人员对产品的设计难度。目前,很多的产品(包括日用产品、3C产品等)都对加工精度、美学外观的要求非常高,就决定了应用激光焊接技术。

塑料激光焊接的相容性、融合温度、匹配性越接近,它的效果就越好。塑料激光焊接应用方式和金属焊接不太一样,包含轮廓焊接、准同步焊接、同步焊接。首先介绍一下轮廓焊接,激光头、激光束沿着产品的轮廓去运动,激光头移动平台沿着轨迹进行焊接,它是逐步完成的。

准同步焊接应用最广泛,在汽车汽车配件行业,它是通过里面XY高频的振镜,它的核心就是对两种材料塑料焊接塌陷的控制。轮廓焊接会产生较大的内应力,这个内应力就会影响到物体的密封性。而准同步是高速的一种扫描方式,而且配合现在控制,所以它能够有效地消除内应力。在这个基础上,大族激光结合自己外光路技术,开发出来3D同步塑料焊接技术。这个技术在很多曲面产品上已经有实际的应用,空间曲线可以完成焊接轨迹。

同步焊接主要应用在汽车车灯、医疗行业。同步焊接是多光束,经过光学整形呈现焊接轨迹的光斑,它的特性是减小内应力。因为要求比较高,整个价格也比较高,所以在医疗方面应用非常广泛。

在塑料激光焊接领域,除了焊接技术,我们还有一些配套,比如说检测技术,材料的特性对焊接的效果会产生非常大的影响,我们自己研发的透光率测试仪、气密级检测设备。

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