搜索
激光焊接技术的塑料焊接应用塑料激光焊接技术最显著的优点是能生成精密、牢固和密封(不透气和不漏水)的焊缝，而且树脂降解少，产生的粹屑少，制品的表面能够在焊缝周围严密地连接在一起。近几年来，从事连接精密的、高价值制品的欧洲公司对这种非接触技术表现出了浓厚的兴趣。在以前，由于缺乏适合的设备，缺少能够被焊接的聚合物和适合的颜色种类，以及缺乏对于激光技术应用潜力的了解，用于塑料的激光焊接技术一直处于停滞不前的状态。激光焊接作为一种连接塑料制品的专门方法获得了承认，主要用于连接敏感性塑料制品(例如含有线路板)，具有复杂几何形状的塑料件以及有严格洁净要求的的塑料制品(例如医药设备)等等。迄今为止，在欧洲，激光焊接已经在以上的大部分领域获得了应用。在美国和加拿大，塑料加工商们正在小心观察激光技术的成本，不过，激光设备和塑料材料方面的进展正在进一步激发起他们使用这种技术的愿望。在美国，激光焊接看来似乎发展成为了特别适合某些应用的连接方法，在这些应用中，与其它焊接方法如超声波焊接、振动焊，热平板焊接相比，激光焊接具有成本和性能方面的优势。现在，激光焊接不为人们所熟悉是其得到广泛应用的最大障碍。此外，新型原材料和添加剂的出现使激光焊接技术在焊接彩色塑料制品方面到达了一个新的高度。由于使用了新的着色剂技术，使焊接两种黑色的制品或者两种透明的制品成为可能。为了改善原料对激光的透射率或者吸收率，原料供应商们也在不断改进现有的配方。Leister公司的Novolas生产线，这条生产线使用了高功率的二极管激光器，每个二级管激光器的功率为25瓦或者更高。NovolasC型焊接机既是一台特形焊机，也是一台点焊机，它产生圆形的激光点，激光点是通过光学装置形成和聚焦的。激光点是固定不动的，而制品则处于激光点之下，并且置于一张受程序控制的，具有伺服机构的可在X和Y方向上进行移动的桌子上，这样激光点就可以沿着整个焊接路线进行移动。(虽然Leister公司采用移动制品，固定激光点的方法，但也可以移动激光点而固定制品)。NovolasC焊接机可以焊接的最大区域面积为250x250mm。特形焊接在焊线的几何形状方面非常灵活，但焊接速度比较慢。更快的技术是“同步”焊接技术，它的原理是将激光束校准成一条直线或者曲线，这样就能同时照射整个结合处，光束或者制品都不需要移动。Leister公司的NovolasS型焊机使用了这种方法。先不管同步焊接技术的速度，首先它在焊接几何尺寸上就受到了限制。但是如果使用Leister公司的NovolasM同步焊接机，这个缺点可以被克服。Leister公司向客户提供用照相平版印刷术制造的薄膜掩膜。固定的激光束仅仅加热制品上那些没有被掩膜遮住的部分。这样做的好处是更复杂的焊接形状，例如圆形或者螺旋形，能够使用这种方式照射加热。而且，掩膜能够生成更细，更精确的焊接缝，焊接缝能够窄至0.1毫米(4密耳)，而焊接缝的宽度不需要完全相同。NovolasM系统据说特别适合于医药设备的微连接，它所采用的自动化掩膜校准装置可以达到2微米的精度。Leister公司的Zybko说∶同步掩膜焊接所需的准备时间比特形焊接所需的准备时间长，但据说同步焊接在大批量生产时成本效益更好。Bielomatik公司采用了一种叫“准同步”焊接的技术(QSLW)，该技术使用70到250瓦的固态钇铝石榴石激光器。QSLW使用了高速的扫描镜，可以使激光束每秒钟扫描全部焊接缝40次。Bielomatik公司的系统据说可以生成0.1毫米宽的焊缝。Bielomatik公司的Laser-TecQSLW系统应用于制造奔驰汽车的电子开门器。其他的应用包括汽车空气进气管上由马达驱动的传动装置和中控锁、变速箱、安全气囊、油压传感器和发动机传感器。为了扩大焊接区域，以焊接更大的制品，Bielomatik公司将多台Laser-Tec系统组合在了一起。由两台激光器组成的系统能够焊接最大560x280毫米的区域，其潜在用途是焊接车辆的驾驶舱，压力容器，大型的集成传感器。Branson公司的同步型(S)的IRAM激光焊接装置在比较低的系统成本下提供了更高的功率，Branson公司的Rooney称，IRAM使用的是可扩充的二极管激光器组，扩充单位为150瓦的功率，现在可以提供三种规格的激光焊接装置∶小功率(150到450瓦)、中功率(600到900瓦)和大功率(900到1350瓦)。英国的Herfurth公司的系统，用于焊接汽车内部的装饰和保险杠，或者用于医药设备。公司董事RichardIcke指出大部分的系统都是将低功率的二极管排列起来，然后通过光纤将光收集起来，再传送出去。与此相反，Herfurth公司直接利用了高能量的二极管激光器，每台激光器的功率在250到1000瓦之间，然后将激光直接瞄准在焊接区域，形成的激光点的大小为5x1毫米。“高能量的二极管激光器使生成的焊缝强度非常高，这就使焊接不同材料和很难焊接的材料成为可能，例如聚丙烯(PP)和玻纤增强的缩醛塑料可以焊接在一起，”Icke说。Herfurth公司也使用机械手操作激光束，当焊接PP制品，并且形成5毫米宽的焊缝时，焊接速度是每秒167毫米。Herfurth公司说它的高能激光器能够焊接那些对激光透射率低并且被认为很难焊接的材料及颜色种类。Icke举例∶用于汽车燃油管中的30%玻纤增强的缩醛塑料制品和用于汽车油门踏板传感器中的黑色尼龙6和尼龙66制品。Herfurth公司的设备也可用于将聚酯和聚丙烯薄膜与管道和连接器焊接起来，用于医药上的流体输送系统。20081182069光信0802林裕