[精品]基于激光技术的塑料焊接技术的现状及发展.doc

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1、基于激光技术的塑料焊接技术的现状及发展摘要：本文简要介绍了塑料焊接技术——激光加工技术的起源、发展过程及应用领域。详细介绍了燃料的激光焊接技术的应用技术、方法特点和发展趋势。关键词：激光技术；塑料加工；激光焊接从40多年前世界上诞生了第1台激光器，其激光技术与应用发展迅猛，并与许多学科交叉结合形成多个应用技术领域，如信息光电子技术、激光医疗与光子生物学、激光加工技术等，大大地推动了传统产业和新兴产业的发展。激光具有单色性好、能量密度高、空间和时间控制性好等多种优点，FI前已广泛应用于各种制造加工领域。随着塑料在航天航空、电子、化工、汽车制造、包装、医疗设备等行

2、业的广泛使用和激光应用技术的扩展，激光加工技术也开始逐渐进入塑料的二次加工领域。1塑料激光焊接的应用和特点燃料的激光焊接技术是利用激光束与有机高分了物质相互作用的特性对燃料进行焊接的一门新兴加工技术。H前国内使用的塑料焊接技术主要有热熔焊接、高频焊接、振动摩擦焊接及超声波焊接等。塑料的激光焊接技术在欧美发达国家己经得到了一定程度的应用。我国这方面的技术尚在起步阶段。塑料的激光焊接技术主要用于普通焊接技术难以适应的塑料制詁（如高密度线路板）、形状复杂的燃料件以及有严格洁净要求的燃料制品（如医药设备、电子传感器等）等。激光便于计算机控制，采用光纤激光器输出激光束可

3、使激光灵活地达到零件各个微小部位，能够焊接其他焊接方法不易达到的区域。塑料的激光焊接技术与传统的塑料焊接技术相比，主要有以下几方而的特点：（1）易于控制和实现生产自动化，具有良好的适应性；（2）可进行精密、牢固的焊接，焊接密封性好；（3）焊接件的热历程极短、焊接应力小，焊接时树脂降解少、儿乎不产生碎屑;（4）可焊接尺寸极小或外形结构复杂的零件，对有些复杂零件甚至可以进行“穿透焊接”;（5）能够将许多种类不同的材料焊接在一起。2塑料激光焊接的原理和方法2.1激光焊接塑料的基本原理2种塑料在低压力下被夹紧在一起，激光穿过一个制品，然后被另外一个制品吸收，吸收激光能

4、量的制品将光能转化为热能，在燃料的接触面熔化，形成一个焊接区。塑料的激光焊接是与对材料要求的提高和关联的，这些新的要求通常很难完成。所谓的激光透射焊接一方面要求激光辐射能穿透零件，另-•方面要求零件有很强的吸收性能。重要的是，在2个焊接件之间要避免产生裂缝。在激光焊接过程屮，吸收性的零件升温并且局部熔化，通过热传导将能量传递到透光的零件。在外部的压力下2个零件结合在一起。激光焊接工艺之所以具有吸引力，是因为只有很少的热量输入结构件，因此只会产生可控的最小熔化量。其结果是可获得很高的焊接强度，并且由于熔化物溢出或气化很少而获得无可挑剔的外观质量。在很小的焊接而积

5、上就可以获得很高的强度，这一点使得这种工艺方法在操作空间受到限制的条件下比黏接工艺更优越。2.2常用的激光焊接方法（1）激光束沿着焊缝处快速扫描，达到焊接的H的；（2）通过光学元件将激光束整形，同时在焊缝处产生热量；（3）照射掩膜焊接，激光束仅加热制詁上没有被掩膜遮住的部分，可以快速焊接复杂的焊缝；（4）激光束固定，燃料工件置于受程序控制的多维可移动的工作台上。3塑料材料对激光焊接的适应性应用激光焊接塑料材料必须对激光有吸收，否则就不能完成塑料的激光焊接。绝人多数本色的塑料和许多有色的半透明塑料都能采用激光焊接，例如聚苯乙烯（PS）、聚氯乙烯（PVC）和聚丙烯

6、（PP）等材料。对于吸收率低的热塑性塑料，i是选择激光的种类；二是通过添加激光增敏剂（如炭黑等），可以大大提高塑料对近红外激光的吸收率。通过对各种塑料材料对激光反射率和透过率的研究，可以解决激光焊接塑料的材料等问题。4塑料激光焊接的现状及发展趋势近年来，从事连接精密的高价值塑料制品的许多欧洲公司对激光焊接这种非接触式焊接技术的需求有明显增长的趋势，而美国和加拿大的報料加工商也在不断拓展激光焊接技术的应用领域,Bielomatik>Leister和Branson等儿家欧洲公司生产出了更低价格、更高效的专门用于塑料的焊接系统。Leister公司的新型Novolas

7、C型焊接机使用高功率的半导体激光器,即是一台特型焊机、也是一台点焊机，它产生圆形的激光点。激光束固定不动，而塑料制品置于X、Y方向受程序控制的工作台上，激光点沿着整个焊接路线进行移动，焊接的最大区域面积为250mmx250mm0NovolasS型焊接机则将激光点整形为一条直线或者曲线，可同时照射整个结合处。而该公司生产的另-•机型NovolasM系统采用掩膜覆盖技术，能生成更细、更精确的焊缝，特别适用于医药设备的微连接，可达到2pm的精度。Bielomatik公司的Laser-Tec系统采用70、250W的Nd:YAG激光器，使用高速的扫描镜，可以使激光束快速

8、扫描全部焊缝。由2台激光器纽成的系统能