盡管一些新型聚合物在分類上非常模糊，但工業聚合物大體上可分為兩種材料類型：熱塑性材料和熱固性材料。熱固性材料是不可焊接的，但熱塑性材料可以很容易通過加熱使其軟化和熔融。熱熔焊熱塑性材料包括聚丙烯(PP)、ABS、亞克力、聚碳酸酯、尼龍和其它材料。塑料焊接的成功應用取決于材料兼容性、連接設計和夾具等關鍵因素。
使用IPG光纖激光器焊接的塑料元件
在汽車產業上已經利用此激光技術焊接傳感器外殼、輪胎壓力監控傳感器和電子產品外殼。其他使用了這種技術的領域還包括微流體、醫療和農產品等。激光焊接與其他加工方式如振動和超聲波焊接相比，有著明顯優勢，
能夠生成更加潔凈的密封焊縫
多余焊接應力更少
能產生更少的熔化閃光
具有更高的加工產量和更好的加工控制
利用激光焊接聚合物在某些專業制造領域正快速增加。我們這里討論的技術是傳輸透射焊接，而使用另一種更長波長激光器的焊接技術將在后期進行介紹（本文末）。我們這里討論的傳輸焊接工藝，是在搭接焊結構中透射材料和吸收材料，在壓縮力下進行密切的接觸。當激光通過透射層時，下面的吸收層開始熔化并與上一層融合在一起，在接口處形成一個焊縫。由于熔融區僅發生在接口區域，而沒有表面改性同時焊縫可能是部分可見或美觀的。
同樣的方法也許可以用于連接兩個透射性塑料材料，通過在接口使用一種可吸收性涂層，忽略增加的額外成本和復雜性。透射焊接也許可以用于連接不同厚度種類的材料-從薄膜到厚板以及帶有適當寬度翼緣的模塑元件。
使用IPG光纖激光器焊接的塑料元件
塑料焊接可用于：
足夠的透射傳輸到頂部部分
底部吸收
材料相容性
良好的連接設計
部件夾具
直接二極管和摻鐿光纖激光器
直接二極管激光器和光纖導出直接二極管激光器都已應用于聚合物焊接，然而光纖激光器在焊接聚合物上的優點現在才為人所認識。YLR系列為1060-1080nm的二極管泵連續摻鐿光纖激光系統，具有高功率、理想光束質量、光纖輸出和較高光電轉換效率等組合特點。YLR系列具有超低震蕩噪聲、高穩定性和超長泵浦二極管使用壽命。這些激光產品的設計使其可以很容易地集成到OEM制造系統。
使用IPG光纖激光器焊接的塑料元件
IPG光纖激光器是目前在多種材料和元件領域進行熱塑性材料連接生產的應用方法，緊湊型975nm的直接二極管激光器和1070nm的光纖激光器，在具體應用上可提供靈活的合適的激光源選擇。這些激光器可以聚焦到一個小點或可對準到一束光，以適應各種零部件的焊接。
例如，直接二極管激光器可以很好地適用于需要更寬熔區的封裝頭的應用，或者汽車生產線尾燈，摻鐿光纖激光器能夠緊密聚焦以焊接復雜的輪廓，比如微流體應用。取決于材料、厚度以及需要的加工速度，通常需要功率為50-200W的連續激光器。要得到一致的熔區而沒有焊接閃光，也沒有外排氣材料的關鍵是通過控制材料上的功率密度與焊接速度。一個常用的工藝是通過沿著焊接輪廓高速的進行多次掃描光束，以可控的方式慢慢熔化材料。
使用功率密度低至0.5kW/cm2也是可能產生出焊縫的。大多數應用要求焊接時間要低于3秒或者更少，但大型的汽車零部件可能用時更長。焊后測試也許還包括氦泄露的氣密性檢測，而破裂測試用于檢測焊接強度。
總結
幾乎所有熱塑性材料經使用熱源可被連接到它本身，也可以使用激光器進行焊接。PP、PC、亞克力、尼龍和ABS材料都可被光纖激光器焊接, 具體包括醫療部件焊接、汽車與電子關鍵系統，車頭燈與汽車尾燈線、泵浦和閥門套、輪胎壓力傳感器、電子產品封裝等應用。
轉載請注明出處。
相關文章
熱門資訊
精彩導讀
關注我們
