激光塑料焊接优势
激光焊接塑料原理
激光焊接塑料原理
激光焊接是一种利用高能激光束来将塑料部件融合在一起的焊接过程。
它在工业制造和其他领域中得到广泛应用,特别是在需要高强度、高精度和无需添加任何填充物的情况下。
激光焊接塑料的原理涉及以下关键步骤:
1.吸收激光能量:塑料通常是透明或半透明的材料,因此必须使用适合它们的特定激光波长。
通常采用二氧化碳(CO2)激光或固体激光器(如Nd:YAG)来提供高能量、高功率的激光束。
2.吸收热能:当激光束照射到塑料表面时,塑料会吸收激光光能并转化为热能。
这会导致塑料表面温度升高,达到融化点以上。
3.熔融:当塑料表面温度升高到融化点时,它会形成一小池熔融塑料。
这个熔融池是焊接的关键部分。
4.扩散混合:激光束的功率足够高,可以使两个塑料部件的表面熔融,并迅速将它们相互接触。
这使得两个部件的熔融塑料相互混合并扩散在一起。
5.结合:在激光束停止照射后,熔融塑料开始冷却和固化。
此过程中,塑料分子链重新结合,形成一个坚固的焊接接头。
激光焊接塑料的优势包括焊接速度快、热影响区小、焊接接头强度高、无需额外填充材料以及适用于复杂形状的部件。
不过,也要注意激光焊接的一些局限性,比如塑料的选择受到限制,不同类型的塑料可能需要不同的激光参数,并且透明或辐射性很强的塑料难以焊接。
因此,在实际应用中,需要根据具体要求选择合适的激光器和参数来进行塑料的焊接。
激光焊接应用
激光焊接应用在塑料材料在医疗器械领域广泛应用的今天,新型的塑料生产及加工工艺层出不穷,激光焊接作为其中的一种,受到行业的广泛关注。
本文介绍塑料激光焊接的原理、工艺及在医疗器械行业的应用。
塑料焊接原理在热塑性塑料的焊接过程中,两个待焊塑料零件用夹紧夹具夹在一起,其中的一个塑料件能使激光穿透,而另一个塑料件能吸收激光的能量。
激光束通过上层的透光材料到达焊接平面,然后被下层材料吸收。
激光能量被吸收使得下层材料温度升高,熔化上层和下层的塑料,最后凝固成牢固的焊缝。
焊接原理图塑料激光焊接的优点在于,它是一种非接触式的焊接方法,激光的能量只是作用于非常小的焊接区域,极大地减小了工件的热应力及振动对工件的破坏。
塑料激光焊接的方法主要有:轮廓焊接、同步焊接、准同步焊接、放射状焊接及Globol焊接等。
轮廓焊接顾名思义,轮廓焊接就是使激光沿着工件的焊接线移动,将需要焊接的塑料层熔化并粘结在一起;有些时候,也可以固定激光的位置,移动或旋转工件来达到焊接目的。
同步焊接同步焊接首先根据焊接区域形状定制相应的激光头,要求焊接区域形状一般都是对称的,比如圆形。
同步焊接的激光束来源于多个二极管激光束,它们同时作用于焊接区域的轮廓线上熔化焊接区域达到焊接效果。
同步焊接的缺陷在于它的镜头必须要根据工件的焊接区域形状进行定制。
掩模焊接掩模焊接需要制作一个可以反射或者吸收激光的模板。
模板用来定位焊接区域,激光透过模板熔化焊接区域达到焊接效果。
掩模焊接的优点在于它的灵活性,模板可以根据焊接区域的形状进行更改,同时,这种焊接方法也适用于高精密焊接,其精密度可以达到微米级。
Globo焊接瑞士莱丹(Leister)公司专利的焊接工艺。
Globo焊接是沿着产品的轮廓线进行焊接的。
激光束经由气垫式,可无摩擦任意滚动的玻璃球点状式的聚焦于焊接界面,该玻璃球不仅仅进行聚焦而且也充当机械夹紧夹具。
当该球在表面上滚动时,为接合面提供了持续压力。
这就确保了在激光加热材料的同时有压力夹紧。
塑料激光焊接工艺设计
塑料激光焊接工艺设计塑料激光焊接工艺设计一、焊接方法选择1、选择激光焊接是因为它可以满足塑料焊接中的若干要求:(1)焊接效果好:激光焊接采用集中的高能量热源,可以有效控制焊接深度,焊接缝又平整,同时,焊接部位比较小,焊接外观又美观;(2)焊接快捷:激光焊接采用激光可以达到瞬间焊接,且可以快速的焊接出适当的焊接缝,不需要热源的缓慢移动;(3)焊接热敏度:激光焊接热源可以瞬间到达最高温度,可以有效控制焊接温度,防止焊接处及其周围的塑料材料受热过度而发生变形;(4)焊接稳定:激光焊接工艺不仅具有较高的焊接速度,而且还具有较高的焊接精度,因此在焊接的过程中,可以有效保证焊接部位的稳定性;(5)节约成本:激光焊接采用激光热源,可以有效地控制焊接深度,提高焊接效率,从而降低焊接材料成本,节省人工成本等。
2、焊接激光器的选择:激光焊接工艺一般选择采用有线激光器,也可选用离线激光器,具体针对不同的环境条件进行如下参数选择:(1)激光输出能量:激光焊接装置的输出能量要求根据所焊接的塑料材料种类和焊接处的厚度决定,一般激光输出能量越大,焊接质量越好;(2)激光线宽:激光焊接工艺中的激光线宽取决于所焊接的塑料材料及其焊接处的厚度,一般线宽一般为1mm;(3)激光功率:激光焊接功率一般介于500W ~ 3000W之间,较大的功率可以提高焊接效率,但也会带来更高的能耗。
二、工艺参数的选择1、焊接深度控制:在焊接过程中,焊接深度是指激光热源在焊接过程中热源沿着焊缝的深度,激光焊接深度一般是0.5-1.5mm,焊接深度过小或过大都会影响焊接质量。
2、焊接温度控制:激光焊接过程中的温度由激光功率、焊接速度以及焊接部位温度三个参数共同决定,以保证焊接部位能够达到最佳的熔接状态,一般激光焊接的温度控制在230℃-270℃之间即可。
3、焊接速度控制:激光焊接的速度一般介于500mm~3000mm/min之间,具体取决于所焊接的塑料材料性能、焊接处的厚度以及激光热源的稳定性等,需要根据实际情况对焊接速度进行可靠的设置。
激光热熔焊接技术
激光热熔焊接技术激光热熔焊接技术是一种高效、精确的焊接方法,广泛应用于各个领域。
本文将介绍激光热熔焊接技术的原理、优势以及应用领域。
一、原理激光热熔焊接技术利用激光束的高能量密度,在焊接接头上产生强烈的热能,使接头材料瞬间熔化并形成焊缝。
激光热熔焊接过程中,激光束通过光纤或光导器聚焦到工件焊接接头上,产生的热量迅速传递给接头材料,使其达到熔化温度。
通过控制激光束的功率、聚焦方式和焊接速度,可以实现对焊接接头的精确控制和高质量焊接。
二、优势激光热熔焊接技术相比传统焊接方法具有以下优势:1. 高能密度:激光束的高能量密度使焊接过程能够在极短的时间内完成,减少了热影响区域,避免了材料变形和热裂纹的产生。
2. 高精度:激光束的聚焦能力非常强,可以实现微小焊缝、复杂形状的焊接,满足各种高精度焊接需求。
3. 无接触:激光热熔焊接不需要接触焊接材料,避免了传统焊接中可能产生的污染和损伤。
4. 自动化程度高:激光焊接设备可以与机器人、自动化生产线等设备配合使用,实现自动化生产,提高生产效率。
5. 适用性广:激光热熔焊接技术适用于多种材料的焊接,包括金属材料、塑料、陶瓷等,具有很大的应用潜力。
三、应用领域激光热熔焊接技术在各个领域都有广泛的应用,下面列举几个典型的应用领域:1. 汽车制造:激光热熔焊接技术可以用于汽车车身焊接、发动机零部件的焊接等,提高焊接质量和生产效率。
2. 电子设备制造:激光热熔焊接技术可以用于电子器件的封装焊接、电路板的连接等,提高电子设备的可靠性和稳定性。
3. 航空航天:激光热熔焊接技术可以用于航空航天领域的航空发动机、航天器结构的焊接,确保焊接接头的高强度和可靠性。
4. 医疗器械制造:激光热熔焊接技术可以用于医疗器械的零部件连接、手术器械的组装等,提高医疗器械的卫生性和安全性。
5. 光电通信:激光热熔焊接技术可以用于光纤的连接、光器件的封装等,提高光通信设备的性能和可靠性。
激光热熔焊接技术作为一种高效、精确的焊接方法,具有广泛的应用前景。
激光焊接塑料原理
激光焊接塑料原理激光焊接是一种高效、精确的塑料焊接技术,它利用激光束的热能来将塑料材料熔接在一起。
激光焊接塑料的原理可以分为吸收和传导两个过程。
激光束照射到塑料表面时,塑料会吸收激光的能量。
激光束的能量主要被吸收在材料的表面层,通过吸收能量,塑料表面层的温度迅速升高。
当温度超过塑料的熔点时,塑料开始熔化。
熔化的塑料会通过传导热量的方式将能量传递到焊接接头的相邻部分。
传导过程中,塑料的熔点附近的分子开始振动,将能量传递给周围的分子。
这样一来,焊接接头的相邻部分也会被加热并开始熔化。
在激光束停止照射后,焊接接头的熔融部分开始冷却固化。
冷却过程中,熔融的塑料会重新结晶,并与周围的塑料形成一体化的焊缝。
由于激光焊接的热影响区非常小,因此焊接接头周围的塑料几乎没有受到热影响,焊缝的质量较高,接头的强度也较高。
激光焊接塑料的原理中,激光束的特性对焊接结果有重要影响。
激光束的功率、聚焦方式、焦点直径和激光束的扫描速度等参数都会影响焊接的质量。
较高的功率可以提供足够的能量来使塑料熔化,但过高的功率可能导致熔融池过深或产生过多的气泡。
适当的聚焦方式和焦点直径可以使激光束的能量集中在焊接接头上,从而提高焊接的精确度和效率。
而激光束的扫描速度则会影响焊接接头的形状和质量。
塑料的种类也会影响激光焊接的效果。
不同种类的塑料对激光的吸收率和熔点都有所不同,因此需要根据具体材料的特性来选择合适的激光参数和焊接条件。
同时,塑料的热导率也会影响焊接过程中热量的传导速度,进而影响焊接接头的形成和质量。
激光焊接塑料具有许多优点。
首先,激光焊接的热影响区非常小,可以避免或减少塑料的变形和损伤。
其次,激光焊接速度快,可以实现高效的生产。
此外,激光焊接可以实现无接触焊接,避免了传统焊接方法中可能引入的外部杂质。
最后,激光焊接具有较高的焊接强度和密封性,适用于多种塑料材料的焊接。
总结起来,激光焊接塑料的原理是利用激光束的热能来实现塑料材料的熔接。
激光焊接解决方案
激光焊接解决方案激光焊接是一种高精度、高效率的焊接技术,广泛应用于汽车、航空航天、电子、医疗器械等领域。
本文将详细介绍激光焊接的原理、优势、应用领域以及解决方案。
一、激光焊接原理激光焊接利用高能量密度的激光束瞬间加热工件表面,使其局部区域熔化并迅速冷却,从而实现焊接。
激光束的能量密度高、焦点小,能够实现高精度的焊接,并且不会对周围区域产生热影响。
二、激光焊接的优势1. 高精度:激光束的焦点小,能够实现弱小焊点的精确定位,适合于对焊接质量要求高的应用场景。
2. 高效率:激光焊接速度快,焊接时间短,能够提高生产效率。
3. 无接触:激光焊接不需要直接接触工件表面,避免了传统焊接中可能浮现的磨损和污染问题。
4. 适应性强:激光焊接适合于各种材料的焊接,包括金属、塑料、陶瓷等,具有广泛的应用领域。
三、激光焊接的应用领域1. 汽车创造:激光焊接被广泛应用于汽车创造中的车身焊接、发动机焊接等环节,能够提高焊接质量和生产效率。
2. 航空航天:激光焊接在航空航天领域中的应用包括航空发动机部件、飞机结构等,能够提高零部件的强度和耐久性。
3. 电子创造:激光焊接在电子创造中的应用包括电路板焊接、电子元件连接等,能够实现高精度的焊接,提高产品的可靠性。
4. 医疗器械:激光焊接在医疗器械创造中的应用包括人工关节、牙科器械等,能够实现精细焊接,提高产品的质量和可靠性。
四、激光焊接解决方案针对不同行业和应用领域的激光焊接需求,我们提供以下解决方案:1. 设备选择:根据客户需求和焊接要求,提供适合的激光焊接设备,包括激光器、光纤传输系统、焊接头等。
2. 工艺优化:根据客户提供的工件材料和要求,优化焊接工艺参数,确保焊接质量和效率。
3. 自动化集成:根据客户的生产线布局和工艺要求,提供自动化激光焊接系统,实现自动化生产。
4. 售后服务:提供设备安装调试、操作培训等售后服务,确保客户能够顺利使用激光焊接设备。
总结:激光焊接作为一种高精度、高效率的焊接技术,在汽车、航空航天、电子、医疗器械等领域有着广泛的应用。
激光焊接塑料原理
激光焊接塑料原理激光焊接塑料是一种常用的塑料焊接方法,它利用高能量密度的激光束对塑料进行局部加热,然后通过高温融化的塑料形成焊缝,最终实现塑料的焊接。
激光焊接塑料的原理可以分为两个主要步骤:吸收和传导。
首先,激光束照射到塑料表面时,激光束的能量会被塑料吸收。
塑料的吸收特性取决于激光的波长和塑料的种类。
通常情况下,红外激光在大部分塑料中可以很好地吸收。
当激光束被吸收后,能量会被转化为热能,使得焊接区域的温度迅速升高。
其次,热能在塑料中的传导会导致塑料局部融化。
当塑料达到其熔化温度时,它会形成焊缝。
在这个过程中,激光束可以通过在塑料内部反复循环吸收和传导来形成更深的焊接区域。
激光焊接过程中,焊接区域的温度和固化速度由激光功率、焊接速度和焊接深度等参数控制。
激光焊接塑料的优势主要体现在以下几个方面:1.高质量焊接:激光焊接塑料可以实现高质量的焊接,焊缝区域无气孔或夹杂物,焊接强度高,焊接缝的外观也较为美观。
2.高焊接速度:激光束可以快速局部加热塑料,使其迅速融化,因此激光焊接速度较快,适用于高效、大批量生产。
3.非接触式焊接:激光焊接是一种非接触式的焊接方法,激光束直接作用于塑料表面,不会引起物理变形或畸变。
4.较小的热影响区域:激光焊接塑料的热影响区域相对较小,可以避免高温对塑料周围区域的损伤,减少塑料零件的变形。
然而,激光焊接塑料也存在一些限制和挑战。
首先,激光焊接设备的成本相对较高,这限制了其在一些应用范围内的推广。
其次,激光焊接对于塑料的选择有一定的要求,不同的塑料对激光的吸收特性和热导率不同,因此需要针对不同的塑料选择合适的激光参数。
此外,塑料零件的形状和尺寸也会对激光焊接的可行性产生影响,需要考虑激光束的照射角度和零件的固定方式。
总之,激光焊接塑料是一种高效、高质量的塑料焊接方法,具有广泛的应用前景。
随着激光技术的不断发展和创新,激光焊接塑料将在各个领域中得到更广泛的应用。
干货塑胶件紧固工艺之五:激光焊接
干货塑胶件紧固工艺之五:激光焊接关注上方公众号“降本设计”获取更多产品设计知识!1. 塑料激光焊接1.1 塑料激光焊接的原理塑料激光焊接的视频如下所示:激光焊接的原理是两个塑胶件在较低压力下被夹紧在一起,将激光束聚焦于两个塑胶件至上,其中上层塑胶件对于红外激光是穿透的,下层塑胶件吸收激光,吸收激光能量的塑胶件将光能转化为热能,在塑胶件的接触面熔化,同时热也传导到上层塑胶件,形成熔化区。
在夹紧力的作用下,熔化区域产生分子间的混合,冷却后形成焊缝,从而把两个塑胶件紧固成一体。
1.2 激光焊接的光源塑料激光焊接工艺中,一般采用YAG或者CO2激光作为光源。
随着半导体材料工业的快速发展,半导体激光作为光源也渐渐得到了应用。
CO2激光:特点:波长为10.6微米,最小聚焦直径约0.2-0.7毫米;优点:塑料对此波长的激光吸收好;缺点:不能用光纤传输,激光头的操作性差;适合场合:焊接塑料时热作用区较深,适合需要焊接较厚的塑料材料;YAG激光:特点:波长1.06微米,属近红外区波长,最小聚焦直径0.1-0.5mm;优点:聚焦区域小,可通过光纤传输来构建光路,可将激光头装到机器人手臂上,实现焊接过程的数控和精密自动化;适合场合:较好的透过上层待焊塑料,到达下层待焊接材料或中间层而被吸收,从而实现焊接,汽车车灯的激光焊接常用此光源;半导体激光特点:波长0.8-1.0微米,最小聚焦直径为0.5mm;优点:能量转换效率高,易于实现激光器的小型化和便携化;缺点:输出功率小;适合场合:适用于焊接激光功率要求较低的场合1.3 激光焊接的方法常见的激光焊接的方法包括以下几种:轮廓焊接轮廓焊接是最简单,目前使用最广的焊接流程。
在焊接时激光束通过光学系统和振镜在被焊接的物体上移动或者激光束静止而被焊接物体移动。
激光与被焊接物体之间的相互作用时间取决于光束焦点尺寸和移动速度,既而影响焊接时间和效果。
轮廓焊接是一种非常灵活的焊接流程,可实现复杂的三维焊接,在包装行业里有广泛的应用。
塑料焊接资料
焊接夹具设计
激光 压紧同步焊接
Distance [mm]
压力
加热
下沉 位置下沉
软化 激光工作
Time [Sec]
塑料焊接性
很好旳焊接性能 中档旳焊接性能
很差旳焊接性能 无法焊接
焊接条件
• (1)激光功率 (2)扫描速度 激光输出功率是使树脂熔化旳热源。扫描速度是激光束旳移 动速度。假如要考虑生产率,则加紧扫描速度并缩短处理时 间就会相应地提升输出功率。但假如功率过高,吸收性材料 一侧就会过分分解,从而引起变形。所以,今后将经过基于 实际制品旳验证来寻找制品最稳定旳焊接性能点。 同步,就材料而言,下面两点也很主要: (3)透射性材料旳光线透射率 (4)透射性材料旳厚度 材料旳焊接情况取决于到达吸收性材料旳激光束旳能量。所 以透射性材料一侧旳厚度和光线透射率会有很大影响。光线 透射率越高对焊接就越有利。一样,越薄也越有利。
激光
• 波长 • 光常量 • 功率 • 脉冲宽度
工艺
• 焦点直径 • 光斑位置 • 连接准备 • 夹具
焊接影响原因
环境
• 表面条件 • 污染
焊接
材料
• 熔化温度 • 掺料 • 吸收 • 热容 • 热导
塑料焊接 - 医疗用具生产制造 - 汽车工业
低温熔接 - 电子元件 - 太阳能电池生产
热处理 - 医疗用具生产制造 - 工具制造
严密地连接在一起。
• 缺陷 1.在可用材料方面存在限制(必须经过透射性和吸收性材料旳
组合来使用; 2.两种透明材料叠焊时需要添加吸收器(目前只有进口产品,
而且价格很贵);
焊接工艺概述
塑料焊接夹具
塑料激光焊接技术
塑料激光焊接技术塑料激光焊接技术是一种通过激光束加热塑料表面并使其熔化,然后通过控制熔融部分的形状和大小,使其与其他塑料部分或其他材料部分相互融合的焊接方法。
这种技术具有许多优点,包括高精度、高效率、无需接触、无污染和无损伤等。
塑料激光焊接技术在许多领域都有广泛的应用。
例如,它被用于汽车行业,可以用来焊接汽车的塑料零件,如车灯、后视镜、内饰件等。
与传统的焊接方法相比,塑料激光焊接技术可以更好地保持塑料零件的结构完整性和外观美观性。
塑料激光焊接技术还被广泛应用于电子和电气设备制造领域。
例如,它可以用来焊接电子产品的塑料壳体,如手机、电脑等。
塑料激光焊接技术具有较高的精度和稳定性,可以确保塑料壳体的密封性和耐用性。
塑料激光焊接技术的工作原理是利用激光束对塑料进行加热,使其熔化。
激光束的能量可以通过透明的塑料材料被吸收并转化为热能,从而使塑料表面产生高温。
当塑料被加热到熔点时,可以通过控制激光束的形状和大小,在熔融部分形成一定的形状,以实现与其他部分的连接。
激光焊接技术有许多优点。
首先,由于焊接过程中不需要任何物理接触,因此可以避免由于接触而引起的污染和损伤。
其次,激光焊接技术具有较高的精度,可以实现非常精细的焊接,并且焊接过程中的变形量非常小。
此外,激光焊接技术还具有高效率和快速速度,可以显著提高生产效率。
塑料激光焊接技术也有一些挑战和限制。
首先,激光焊接的能量密度非常高,容易产生熔融的过渡层,从而导致焊接强度不够。
其次,由于激光焊接的过程需要对焊接部位进行加热,因此对于某些容易受热影响的塑料材料来说,其应用受到限制。
综上所述,塑料激光焊接技术是一种高精度、高效率、无损伤的焊接方法。
它在汽车、电子和电气设备制造等行业得到了广泛的应用,并且在未来将有更大的发展潜力。
灵活制定适应不同塑料材料和工件的焊接参数,改进激光焊接设备和材料,将有助于进一步提高塑料激光焊接技术的质量和效率。
激光焊接解决方案
激光焊接解决方案激光焊接是一种高效、精确、无损的焊接方法,广泛应用于各个行业,包括汽车制造、电子设备、航空航天等领域。
本文将介绍激光焊接的原理、优势以及应用领域,并提供一种激光焊接解决方案的详细描述。
1. 激光焊接原理激光焊接利用高能量密度激光束将工件的焊接部分加热至熔融或半熔状态,通过控制激光束的能量和焦点位置,实现工件的快速、精确焊接。
激光焊接具有狭窄热影响区、高焊接速度、无需接触、无需填充材料等优势。
2. 激光焊接的优势2.1 高焊接质量:激光焊接能够实现高精度焊接,焊缝质量好,焊接强度高,减少了焊接缺陷和变形的风险。
2.2 高效率:激光焊接速度快,一次焊接即可完成,节省了生产时间和成本。
2.3 适用性广泛:激光焊接适用于各种材料,包括金属、塑料等,可用于焊接薄板、厚板、复杂形状等工件。
2.4 环保节能:激光焊接无需使用焊接材料,减少了废料产生,同时激光器的能耗也相对较低。
3. 激光焊接的应用领域3.1 汽车制造:激光焊接广泛应用于汽车制造中的车身焊接、零部件焊接等工艺,提高了焊接质量和生产效率。
3.2 电子设备:激光焊接可用于电子设备的焊接、封装等工艺,确保电子元器件的连接可靠性。
3.3 航空航天:激光焊接在航空航天领域中用于焊接航空发动机、航天器结构等关键部件,提高了产品的可靠性和安全性。
3.4 其他领域:激光焊接还应用于金属制品、医疗器械、光电子、通信设备等领域。
4. 激光焊接解决方案描述为了满足不同行业的激光焊接需求,我们提供一种全面的激光焊接解决方案。
该解决方案包括以下几个方面:4.1 设备选择:根据客户的具体需求,我们提供各种类型的激光焊接设备,包括固态激光器、半导体激光器等。
这些设备具有高能量密度、高稳定性、长寿命等特点,可满足不同焊接任务的要求。
4.2 工艺参数优化:我们的专业团队将根据客户的工件材料、尺寸、焊接要求等因素,对激光焊接的工艺参数进行优化,确保焊接质量和效率的最大化。
塑料激光焊接工艺流程
塑料激光焊接工艺流程1 前言随着塑料材料在现代工业中的广泛应用,以及对其加工性能的不断要求,塑料激光焊接技术逐渐成为一种有效的连接方式。
本文将介绍塑料激光焊接工艺的流程及其应用。
2 塑料激光焊接原理塑料激光焊接原理是利用激光束温度高的特点,直接使焊接材料表面熔融,并使其相互混合,形成固态接头。
当光束穿过芯片时,能量被聚焦在一个小点上,这导致局部加热和熔化。
当光束停止时,合并的芯片层冷却并变固,形成高强度的连接。
3 塑料激光焊接工艺流程3.1 基本流程塑料激光焊接的基本流程如下:3.1.1 准备* 清洗:在进行激光焊接之前,需要先清洗加工表面,以去除表面油污和杂质。
* 接头设计:设计接头的形状和大小,根据实际需要选择适合的加工方式。
3.1.2 参数设置* 光束参数:光束直径、束斑大小、功率、频率及脉宽等参数根据材料类型、厚度、焊接速度等因素进行调整。
* 边缘设计参数:在接头边缘进行一定角度和弧度的设计,有利于焊接接头的重心和焊缝的强度。
3.1.3 加工* 焊接头对准:把需要焊接的材料放置好,保证接头之间的对准程度。
* 焊接过程:通过激光束对接头进行加热,使其表面熔融,形成连接。
焊接过程中要保持稳定的速度、角度和位置。
3.1.4 后续处理* 焊接后:等待焊接接头冷却,焊接接头强度增加。
如需加工,请等待接头完全冷却成功。
3.2 工艺优势塑料激光焊接的工艺优势如下:* 精度高:激光焊接具有精密度高、速度快、稳定性好的特点,可以焊接非常细小的部件。
* 无污染:激光焊接采用非接触式操作,不会产生焊接烟尘、废气、废水等污染物。
* 无损:激光焊接可避免焊缝周围产生热影响区,不会损害工件的性能。
4 应用领域塑料激光焊接技术已经被广泛应用于以下领域:* 电子零件:小型化、轻量化的电子产品中如手机、笔记本电脑等。
* 车辆制造:汽车、飞行器、火箭等交通工具的生产过程中都需要焊接。
激光焊接减少焊接间隙과缝合线,使车身更加紧密。
激光塑胶焊接讲解
是一种最新的接合技术,相对超声、热板、振动等常规方法,具 有焊接稳定可靠、清洁安全、精密牢固、热学/机械应力小、省模具、 残渣少、无飞边、焊缝修改灵活等优点,可焊接多种材料(热塑性), 如PMMA、PC、ABS、POM、PP、PVC等。同时,LPKF激光塑料焊接技术还 属于一种三维塑料电路技术,这是一种全新的机电一体化技术。利用 激光加工塑料壳体的表面,可形成线路图,即三维模塑互连器件。其 优点是:制程短,仅需注塑、成型、金属化三步;精度高,线宽间距 150μm;柔性大,CAD数据激光直写,无需模具。该技术适用于手机内 置天线、汽车电子、传感器等应用领域中,目前一些国际知名公司已 将该技术应用于生产中
昌碩機構研發中心RD1
Motion sensor housing
昌碩機構研發中心RD1
Clearweld 工艺
Clearweld®是Gentex公司生产的一种焊接添加 材料的名称。这种焊接添加材料可以完全摆 脱传统激光焊接工艺中所遇到的颜色设计障 碍。这种液体添加材料在焊接零件之前涂在 焊接面上,它吸收激光从而实现焊接。不像 其他红外光吸收材料,Clearweld®在吸收激光 后变得非常洁净,所以在焊接区域无需进行 单独的颜色设计。
个人考虑应用在LCD Bezel上需要加PMMA Lens的方面
昌碩機構研發中心RD1
塑料焊接的工艺原理
高聚物材料的激光焊接是一种透射式焊接工艺。因 为许多热塑高聚物对于可见光和近红外光具有较好 的光学穿透性,这样激光就可以穿过上层材料到达 焊接面,下层的材料含有一种可以吸收激光的着色 剂,它吸收激光,从而受热融化下层材料。由于上 下两层材料都有很好的热传导性并且接触很紧密, 下层产生的热量可以传到上层材料并使它融化,这 样就把两个部件粘接在一起。 激光塑料焊接 目前激光透射式焊接有多种方式。其中最常用的两 种是轮廓焊接方式和扫描焊接的方式,这两种方式 的主要区别是在焊接材料上聚集能量的方式不同。 由于两者各有优点,不同的应用需要选择适宜的焊 接方式。 激光塑料焊接
激光焊特点及应用
激光焊特点及应用激光焊是一种利用激光束的热能进行焊接的技术。
它具有许多独特的特点和广泛的应用。
以下是对激光焊特点及应用的详细探讨。
一、激光焊的特点:1. 高能量密度:激光束具有高能量密度,可以在很小的区域内集中能量,从而实现快速加热,使焊缝迅速达到熔化温度。
激光焊可以在毫秒级别完成焊接过程,适用于对热影响较小的材料。
2. 高焦点能量:激光束的焦点能量可以调节,这使得激光焊可以适应不同焊接深度的需求。
焦点能量高的激光焊可以实现深度焊接,焦点能量低则适用于表面材料的连接。
3. 热输入小:激光焊在焊接过程中非常快速,热输入较小。
相比之下,传统的电弧焊需要在较长的时间内加热和冷却,因此会更加耗费能量和材料的损耗。
4. 高精度:激光焊的光束可以非常精确地聚焦在焊缝上,具有较小的热影响区,可以实现对细小焊接部位的精确焊接。
5. 无需接触:激光焊是一种非接触式的焊接方法,光束直接作用于焊缝上,不会对焊接部件产生压力和损伤。
6. 自动化程度高:激光焊可以与机器人和自动化设备配合使用,实现自动化生产线,提高生产效率和焊接质量。
二、激光焊的应用:1. 金属焊接:激光焊适用于各种金属材料的焊接。
激光焊可以实现高精度和高速度的金属焊接,广泛应用于汽车制造、航空航天、电子设备等行业。
2. 材料连接:激光焊可以将不同材料的部件进行连接。
例如,将金属和塑料部件进行激光焊接,可以实现高强度的连接和密封。
这在汽车、电子设备、医疗器械等领域都有广泛的应用。
3. 精密器械制造:激光焊可以实现对小型和复杂器械的高精度焊接。
例如,对微电子器件、光学元件等进行焊接,可以保证其高精度和稳定性。
4. 薄板焊接:激光焊在焊接薄板时具有优势。
激光焊可以实现高速焊接和较小的热影响区,避免对薄板材料造成变形和变色。
5. 激光打孔:激光焊还可以应用于激光打孔。
激光束的高能量密度可以快速将材料熔化和挥发,实现高质量的孔洞加工。
总结:激光焊具有高能量密度、高焦点能量、热输入小、高精度、无需接触、自动化程度高等特点。
塑料激光焊接技术
塑料激光焊接技术是一种将激光能量用于连接和焊接塑料材料的技术。
它是一种非接触式的焊接方法,通过将高能量激光束聚焦在塑料接头上,将塑料材料局部加热至熔点以上,使其熔化并在接头处形成固态连接。
以下是塑料激光焊接技术的一般步骤:
材料准备:选择适合激光焊接的塑料材料。
常用的可焊接塑料包括聚丙烯、聚乙烯、聚碳酸酯等。
确保接头表面平整、清洁,无油污或杂质。
设计和准备接头:设计适合激光焊接的接头形状,例如接头的接触面积、角度和对接方式。
确保接头的质量和一致性。
激光焊接设备设置:根据材料类型和厚度,调整激光焊接设备的参数,例如激光功率、焦距和扫描速度等。
聚焦激光束:使用透镜将激光束聚焦在接头上,形成一个小的加热区域。
焦点位置和大小的控制对焊接质量至关重要。
加热和熔化:激光束照射在接头上,产生瞬间的热能,使塑料材料熔化。
材料的熔点取决于具体的塑料类型和配方。
固化和连接:在激光束停止照射后,熔化的塑料材料迅速冷却和固化,形成牢固的连接。
焊接质量取决于焊接参数的控制和材料的选择。
塑料激光焊接技术具有许多优点,包括高焊接速度、无需添加焊接剂、接头强度高、焊接区域热影响小等。
它广泛应用于汽车工业、电子设备制造、医疗器械、航空航天等领域中,用于连接和密封塑料零件。
激光焊接塑料原理
激光焊接塑料原理激光焊接塑料是一种高效的、精密的塑料连接技术,利用激光束对塑料进行局部加热,使其熔化并在固化后形成坚固的焊接接头。
这种技术具有无接触式操作、高精度、高速焊接等优点,因此在汽车、电子、医疗器械等行业得到了广泛应用。
激光焊接塑料的原理包括以下几个方面:1.激光源激光是一种高能量、高聚焦的光束,通常由激光器产生。
激光的特点是能够高度聚焦,使得其能量密度极高,可以在瞬间对塑料进行局部加热。
2.光束聚焦激光的光束在经过透镜或反射镜的作用下,可以被聚焦成极小的点,能够在焊接区域形成高能量密度的光斑。
这种高能量密度的光斑可以快速加热塑料,并使其瞬间熔化。
3.塑料材料选择塑料材料的选择对激光焊接的效果有着重要的影响。
一般来说,熔点较低、透光性好的塑料更适合激光焊接。
常见的适合激光焊接的塑料材料包括聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯等。
4.焊接工艺激光焊接塑料的工艺包括以下几个步骤:首先,确定好焊接区域,将要焊接的塑料件放置在焊接平台上;然后,通过调整激光焦距,确保激光能够准确聚焦在焊接区域上;接着,激光加热塑料,使其熔化,然后冷却固化形成焊接接头。
5.控制系统激光焊接塑料的关键在于激光的精确控制。
因此,焊接设备通常配备了精密的控制系统,可以调节激光的功率、焦距、扫描速度等参数,从而达到对塑料进行精确的加热和焊接。
激光焊接塑料的优点包括以下几个方面:1.高精度激光聚焦能够形成极小的光斑,能够在微米级别对塑料进行加热,因此能够实现高精度的焊接。
2.无接触激光焊接是一种无接触的焊接技术,不会对塑料表面造成损伤,适合对表面要求高的产品进行焊接。
3.高速焊接由于激光能够在瞬间对塑料进行加热,因此焊接速度非常快,适合批量生产。
4.焊缝美观激光焊接形成的焊接接头通常比传统的焊接方法更美观,焊接接头平整光滑,外观更加精致。
激光焊接塑料的应用领域非常广泛,包括以下几个方面:1.汽车工业激光焊接塑料在汽车工业中得到了广泛应用,例如在汽车灯具、内饰件、隔音材料等方面都可以看到激光焊接的身影。
激光焊接的优缺点有哪些
以下为激光焊接的优缺点,简单了解一下吧:
一、优点:
(1)可将入热量降到最低的需要量
(2)32mm板厚单道焊接的焊接工艺参数业经检定合格,可降低厚板焊接所需的时间甚至可省掉填料金属的使用;
(3)不需使用电极,没有电极污染或受损的顾虑。
且因不属于接触式焊接制程,机具的耗损及变形皆可降至最低;
(4)激光束易于聚焦、对准及受光学仪器所导引,可放置在离工件适当之距离,且可在工件周围的机具或障碍间再导引,其他焊接法则因受到上述的空间限制而无法发挥;(5)工件可放置在封闭的空间
(6)激光束可聚焦在很小的区域,可焊小型且间隔相近的部件;
(7)可焊材质种类范围大,可接合各种异质材料;
(8)易于以自动化高速焊接,可以数位或电脑控制
(9)焊接薄材或细径线材时,不像电弧焊易有回熔的困扰;
(10)不受磁场所影响,能精确的对准焊件;
(11)可焊接不同物性(如不同电阻)的两种金属;
(12)不需真空,亦不需做X射线防护;
(13)若以穿孔式焊接,焊道深一宽比可达10:1;
(14)可以切换装置将激光束传送至多个工作站。
二、缺点:
(1)焊件位置需非常精确,需在激光束的聚焦范围内;
(2)焊件需使用夹治具时,必须确保焊件的最终位置需与激光束将冲击的焊点对准;(3)生产线上不适合使用激光焊接;
(4)高反射性及高导热性材料如铝、铜及其合金等,焊接性会受激光所改变;
(5)当进行中能量至高能量的激光束焊接时,需使用等离子控制器将熔池周围的离子化气体驱除,以确保焊道的再出现;
(6)能量转换效率太低,通常低于10%;
(7)焊道快速凝固,可能有气孔及脆化的顾虑;
(8)设备昂贵。
塑料激光焊接工艺介绍【详解】
以下为塑料激光焊接的工艺,一起来看看吧。
1. 激光的波长塑料焊接过程中常用的是二极管激光器或半导体激光器。
光束处于近红外区域,并且光束波长在400~1,100μm,可以通过光纤传输,在这个范围内的激光束可以被大多数的塑料所吸收。
二极管激光焊接系统紧凑,并且激光器还可以达到更高级别的功率。
激光的波长可以根据特殊要求来设计。
半导体激光器的波长一般是808~980μm。
半导体激光器投资成本小,体积小,效率高。
2. 塑料材料热塑性塑料包含无定形塑料和半晶性塑料。
能够被激光焊接的塑料均属于热塑性塑料。
理论上,所有热塑性塑料都能够被激光焊接。
塑料激光焊接技术对被焊接塑料的要求为:在热作用区内的材料,要求对激光光波的吸收性好;不属于热作用区部分的材料,则要求对光波的透过性好,尤其在对两件薄塑料件进行叠焊时更是如此。
一般向热作用区塑料中添加吸收剂可以达到目的。
3. 吸收剂吸收剂的应用是塑料激光焊接工艺中非常重要的工艺。
塑料激光焊接的本质是将热作用区的待焊接塑料融化,随后冷却自然实现塑料件的接合。
让塑料融化需要使塑料件吸收足够的激光能量。
通常理想的吸收剂是碳黑,碳黑能够将红外波长的激光能量基本全部吸收,从而大大提高塑料的热吸收效果,使得热作用区的材料融化得更快、效果更好。
一些其他颜色的染料,也能够起到相同的吸收光波的效果。
添加吸收剂的方法有3种:一是直接向待焊接材料中渗入吸收剂,这样应该将渗过吸收剂的塑料件放在下面,而把没有渗吸收剂的塑料件放在上面,让激光光波通过;二是向塑料件待焊接的表面渗吸收剂,这样只有被渗透了吸收剂的一部分塑料将成为热作用区而被融化;三是在两块待焊接塑料件的接触处喷涂上或者印刷上吸收剂。
4. 其他参数与金属焊接不同,塑料激光焊接需要的激光功率并不是越大越好。
焊接激光功率越大,塑料件上的热作用区就越大、越深,将导致材料过热、变形、甚至损坏。
应该根据需要融化的深度来选择激光功率。
塑料激光焊接的速度比较快,一般得到1mm厚焊缝的焊接速度可达20m/min;而采用高功率的CO2激光器焊接塑料薄膜,最高速度可以达到750m/min。
激光焊的原理 特点有哪些
激光焊的原理特点有哪些
激光焊是一种利用激光束在材料表面产生热源,使两个或多个材料件得到局部熔化,通过熔化材料的流动与相互扩散而实现焊接的工艺。
它具有以下特点:
1. 高能量密度:激光束可以聚焦到非常小的焦斑,使能量密度集中在小的区域内,因此可以实现高效的局部熔化。
2. 高速焊接:激光焊接速度快,可达数米/分钟,适用于大批量生产。
3. 焊接热影响小:激光焊接的热输入非常快速,热影响区域小,可以减少对材料的变形和损伤。
4. 高质量焊接:激光焊接具有高精度、高稳定性和高一致性,可以实现高质量的焊接。
5. 适应性广:激光焊接适用于多种材料,包括金属、塑料、玻璃等,且不受材料硬度的限制。
6. 焊缝尺寸小:激光焊接可以实现较小的焊缝尺寸,可用于微焊接和精细加工。
7. 自动化程度高:激光焊接可与机器人等自动化设备相结合,实现高度自动化的生产。
8. 焊接环境要求高:激光焊接对环境要求高,需要在干燥、无尘、无烟尘等环境下进行。
总的来说,激光焊接具有高效、高质量和广泛适应性的特点,被广泛应用于汽车、航空航天、电子器件等领域的焊接工艺中。
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塑料激光焊接工艺1.激光的波长在金属材料的激光焊接工艺中,一般采用YAG或者CO2激光作为光源,塑料焊接也不例外。
随着半导体材料工业的快速发展,半导体激光作为光源也渐渐得到了应用。
三者之中,由于易于获得较大功率,前两者在传统的材料加工工业中的使用较为普遍;而由于塑料激光焊接对光源功率大小要求不高,但对可控性和易操作性要求较高,因此半导体激光在塑料焊接中也很有用武之地。
CO2、Nd:YAG和半导体激光三种光源的波长、最大功率、最小聚焦直径等参数的典型值如下所列:1.CO2激光:波长较长,为10.6微米,属远红外波段,一般情况下塑料材料对这一波长的吸收情况好。
目前最大输出功率达50kW,转化效率约10%,最小聚焦直径约0.2~0.7mm。
焊接塑料时热作用区深度较深,适合于需要焊接较厚的塑料材料。
CO2激光不能用光纤传输,只能$&* 透镜反射镜组成的光学系统来构建刚性传输光路,从而影响激光头的操作性。
2.Nd:YAG激光:波长较短,为1.06微米,属近红外区波长,不易被塑料吸收。
最大输出功率6kW,转化效率为3%,最小聚焦直径0.1~0.5mm。
Nd:YAG激光的特点是聚焦区域小,可以方便地通过光纤传输来构建光路,可将激光头装到机器人手臂上,实现焊接过程的数控和精密自动化;另一方面可以较好地透过上层的待焊接材料,到达下层待焊接材料或者中间层而被吸收,从而实现焊接。
3.半导体激光:波长0.8~1.0微米,最大输出功率6kW,转化效率30%,最小聚焦直径0.5mm。
由于其输出输出功率较小,适用于焊接激光功率要求较低的场合,如小型塑料器件的精密焊接。
半导体激光能量转化效率高,易于实现激光器的小型化和便携化。
2.塑料材料能够被激光焊接的塑料均属于热塑性塑料。
理论上,所有热塑性塑料都能够被激光焊接。
塑料激光焊接技术对被焊接塑料的要求为:在热作用区内的材料,要求对激光光波的吸收性好;不属于热作用区部分的材料,则要求对光波的透过性好,尤其在对两件薄塑料件进行叠焊时更是如此。
一般向热作用区塑料中添加吸收剂可以达到目的。
目前能够使用激光焊接的单种成分塑料包括:PMMA――聚甲基丙烯酸甲脂(有机玻璃),PC塑料,ABS塑料, LDPE-低密度聚乙烯塑料,HDPE-高密度聚乙烯塑料,PVC-聚氯乙稀塑料,Nylon 6-尼龙6,Nylon 66-尼龙66,PS-PS树脂,等等。
上述各种塑料制成的塑料件,如模制的塑料品、塑料板、薄膜、人造橡胶、纤维甚至纺织物都可以作为被焊接的对象。
由于激光焊接具有传统焊接不具备的热作用区小、控制精确容易的特点,因此上述各种单体材料之间也可以进行焊接。
3.吸收剂吸收剂的应用是塑料激光焊接工艺中非常重要的工艺。
如前所述,塑料激光焊接的本质是将热作用区的待焊接塑料融化,随后冷却自然实现塑料件的接合。
让塑料融化需要使塑料件吸收足够的激光能量。
塑料自身能够以较高吸收率吸收激光能量自然最好,但一般在不添加吸收剂的情况下,塑料对光波的吸收性不是很好,吸收效率很低,融化效率不理想。
通常理想的吸收剂是碳黑,碳黑能够将红外波长的激光能量基本全部吸收,从而大大提高塑料的热吸收效果,使得热作用区的材料融化更快、效果更好。
一些其他颜色的染料也能够起到相同的吸收光波的效果。
英国焊接学会(TWI,The Welding Institute)研制出了一种对可见光透明的染料。
用这种染料做吸收剂,可以得到透明的塑料焊缝。
碳黑在吸收红外波段的激光光波的同时,也吸收可见光波,这也是碳黑看起来为黑色的原因,用碳黑作吸收剂会使激光焊接焊缝颜色变深,与母材颜色不同。
TWI研制出的对可见光透明的染料只吸收红外波段的电磁波,不吸收可见光,因此看起来焊缝仍然是透明的。
很多情况下,塑料焊接要求成品美观、精致,因此相比碳黑,对可见光透明的染料吸收剂非常受青睐。
添加吸收剂的方法有3种:一是直接向待焊接材料中渗入吸收剂,这样应该将渗过吸收剂的塑料件放在下面,而把没有渗吸收剂的塑料件放在上面,让激光光波通过;二是向塑料件待焊接的表面渗吸收剂,这样只有被渗透了吸收剂的一部分塑料将成为热作用区而被融化;三是在两块待焊接塑料件的接触处喷涂上或者印刷上吸收剂。
4.其他参数与金属焊接不同,塑料激光焊接需要的激光功率并不是越大越好。
焊接激光功率越大,塑料件上的热作用区就越大、越深,将导致材料过热、变形、甚至损坏。
应该根据需要融化的深度来选择激光功率。
塑料激光焊接的速度比较快,一般得到1mm厚焊缝的焊接速度可达20m/min;而采用高功率的CO2激光器焊接塑料薄膜,最高速度可以达到750m/min。
5.软件激光焊接系统中,计算机软件的作用是对激光头的运动轨迹和速度、激光功率等一般性的工艺参数进行数字化控制,以达到提高加工速度和精度、改善加工质量的目的,这些与传统的激光加工中的软件控制并没有什么不同,但由于塑料激光焊接中吸收剂的特殊作用,塑料激光焊接控制系统和加工系统又有其自身的特色。
英国TWI研究所结合其ClearWeld塑料焊接工艺,设计开发了计算预测吸收剂用量及用法的软件。
根据不同材料的厚度、颜色、吸收比率等,结合激光器的功率、光波透过率等参数,在焊接前用软件计算吸收剂的用量和添加方法,再根据预测的用量添加吸收剂。
提供给软件的输入数据包括:塑料材料特性:种类、厚度、颜色;焊接数据:焊接区域形状复杂程度、宽度、焊接速度;激光器特性:功率、红外光透过率等。
经过计算和筛选,软件给出的输出结果包括:吸收剂种类、用量及要求的添加方式的列表,焊接过程中激光光波在上层材料中的能量损失。
软件的计算结果与实际焊接测量的结果很接近,图6为焊接后生成的热影响区(HAZ)大小的计算值和实际测量值的对比,所用塑料材料为PMMA。
可见,软件计算结果与实测结果非常接近。
由于塑料激光焊接的规律性较强,有较好的可预测性,因此,采用软件计算筛选方法预测结果是非常有效和可行的。
塑料的激光焊接在汽车工业中,塑料的使用日益增加。
同样的,材料和元部件的整合意味着塑料的焊接方法日渐成为一项关键的技术。
已有的技术如超声波焊接,热板焊,以及粘合技术各有所长,但是这些技术存在不少局限性,如在加工过程,可焊接材料方面有限制,费用昂贵,或是需要使用专门工具。
然而,针对这些技术的限制,出现了一种新型技术。
高功率二极管激光器的商业化和传输焊接技术的发展从根本上改善塑料焊接的能力,它已发展到有可能促使激光焊接成为塑料加工的关键加工技术。
高功率二极管激光器高功率二极管激光器是基于固态技术而发展起来的,因此,它们可靠性好,典型的最少设计使用寿命在10,000工作时左右。
它们也对已有的激光器类型带来了进一步的显著改善,在结构紧凑性,光束尺寸,电光效率以及资本和运行费用方面。
例如,250W的激光头装置尺寸仅260×125 x 125mm,重5 kg。
辅助设备仅有一个小的控制面板和一个冷却装置。
组合控制系统与冷却装置的系统也可用。
激光头紧凑的结构使它可以被直接安装到机械手上,从而具有多轴加工能力。
如果需要的话,光束也可以通过光缆来传输。
二极管激光器的电光效率大于30%,相比于CO2和Nd:YAG激光器,各自的效率值分别为10%和4%。
目前现有的高功率二极管激光器输出功率大于6KW,这样的强度足以满足熔覆,焊接,以及金属的表面热处理。
然而,在汽车工业方面,激光焊接初始应用是在连接聚合物方面。
虽然热塑性塑料易于吸收远红外波段的辐射能,但是对于二极管激光器产生的近红外光却是透光的。
大部分能量不被聚合物吸收。
然而,可以通过有选择的加入添加剂如色素,填充剂,强化剂等来使塑料吸收激光能量。
传输焊接传输焊接技术利用了聚合物和添加剂的不同吸收和传输特性,采用了具有某种重叠的形态来实现焊接。
通过仔细的选择材料和添加剂,使得接点的上半部分可以透射激光而下半部分则被设计成可以吸收足够的激光能量,这样使得界面熔融,从而实现焊接目的。
在这方面的应用中,碳是很理想的添加剂,因为它易于吸收二极管激光器的能量。
激光传输焊接与现有的塑料焊接技术相比具有许多的优势。
与振动/超声焊接不同,激光传输焊接是非接触加工,这样比较不容易对敏感元件,比如含有电子线路的元件,造成损坏。
此外,它几乎不需要什么专门工具,而大部分振动/超声,热板焊接系统都需要许多专门的工具来对元件进行加工。
在激光加工过程中的关键因素包括:选择加入聚合物的添加剂,(即色素、增强剂、加工辅助剂),接缝设计,加工通路设计等。
英国Warwick Laser Systems公司(考文垂市)已研制出了一种塑料的激光传输焊接装置并且实现了商品化。
对一系列热塑性塑料的适用性评估已经确定了许多材料的焊接条件,这些材料包括了彩色材料,聚丙烯,聚乙烯,丙烯酸树脂,聚碳酸酯,玻璃填料和薄膜材料。
作为非接触技术,激光焊接避免了与其他传统技术有关的工具污染和产品放置的问题。
从二极管激光器系统射出的光束是高度可控的,而且输出稳定且可预先设定,并允许进行连续焊接。
激光器功率高,光束宽,因此可以进行大面积的焊接,事实上对于元件尺寸和结构没有任何限制。
而如果需要的话,光束的高度可控性和光束传输的准确性也能够确保十分精密的焊接操作。
汽车应用在食品包装,医疗设备,和科研设备等领域中都已很好的利用了激光传输焊接技术,而汽车工业仍是这项技术最主要的采用领域。
最近,英国Birkby's Plastics公司(西约克郡,利弗西奇)利用激光传输焊接技术来制造一种新型电控节气门(ETC)踏板用于机动车辆。
踏板如图1,它被制成玻璃填充尼龙模具,在汽车工业的用途很广。
新的ETC踏板特点是使用整合而非栓接的传感器,这使得它与其他踏板相比,具有集成,经济,且不易损坏特性。
当驾驶员踩踏板时,需求信号被传送到引擎控制系统,将它与点火图相比,可使燃料更精确地加到引擎中,保持高的燃烧效率,从而达到经济,性能的优化,和废气排放少的目的。
要将传感器整合在踏板里最重要的是将“电位计”精确焊接在正确位置。
由于电位计需要被准确的放置并且调零,所以若使用振动焊接技术在两个不同的塑料元件之间进行焊接是不现实的。
此外,因为使用的电位计和踏板用了两种不同级别的玻璃填充尼龙,它们的熔点不同,所以也无法使用热技术或者超声焊接技术来连接这两个元件。
Warwick Laser Systems公司的开发中心在成功的进行多次实验后,将二极管激光传输焊接系统直接合并到Birkby 公司特意建立的自动组装,焊接和测试生产线,来焊接电控节气门踏板组件中的两个玻璃填充尼龙元件(图2)。
该系统产生3mm宽的接缝并将电位计密封在踏板里。
图2:ETC激光焊接单元在这种情况下,激光器被安装在德国Kuka的机械手上,无需任何专门工具。