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激光焊接技术的基本原理及其特点:
塑料的激光焊接是与对材料要求的相关联的,这些新的要求通常很难完成。所谓的激光焊接一方面要求激光辐射能穿透件,另一方面要求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。在激光焊接过程中,吸收性的件升温并且局部熔化,通过热传导将能量传递到透光的件,在外部的压力下2个件结合在一起。所吸收的近激光转化为热能,将两个部件的接触表面熔化,终形成焊接区。这种焊接方法能够形成过原材料强度的焊接缝。
激光焊接流程和方法
激光对热塑材料的焊接主要采用激光焊接的方法。此方法对被焊接的两种材料性质有的要求,对上面的热塑层对采用的激光波长是透明的,而下面的热塑层能吸收激光能量。激光束透过透明的上层材料到达下层材料,下层材料的表面因吸收激光能量而熔化,此时在的压力下两种材料通过分子联接而被焊接在一起。由于激光是非机械接触的聚焦在下层材料的表面,激光引起的热效应是局域的,所以此方法可避免对被焊接材料的机械和热损伤。
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。
是一种借助掩模,基于轮廓焊接或着同步焊接方法的流程,其原理与芯片制造上的光刻技术相似。这种流程主要使用在复杂的几何焊接图案上,小接缝宽度大于100μm。掩模往往是由薄片或金属化的玻璃制成。由于制作掩模比较繁琐,所做的掩模只针对一个焊接几何图案,所以掩模焊接往往缺乏灵,但适合大批量的焊接加工。
是一种把轮廓焊接和同步焊接结合起来的流程。激光束通过振镜以快的达10m/s的速度在焊缝上移动并且多次重复扫描,使整个焊接区域同时熔化,效果与同步焊接相似。通过同步熔化过程使准同步焊接和同步焊接方法一样适合于具有大缝隙的两个相邻部件的搭桥焊接。 在同步焊接中激光束同时照射焊接区域,从而明显减少了焊接处理时间,并允许搭桥焊接具有大缝隙的两个相邻部件。与轮廓焊接相比由于更长的激光作用时间使通过同步焊接方法焊接的部位更加牢靠。
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,速度可以750m/min。