4.1-塑料的激光焊接讲解

11/11/2019塑料的激光焊接课程名称：激光焊接工艺实践承担单位：浙江工贸职业技术学院11/11/20191.教学目标•学习并掌握激光焊接塑料的原理和工艺特点，了解塑料激光焊接在工业上的主要应用。11/11/20192.塑料的激光焊接2.1塑料焊接在工业上的应用高分子材料的快速发展及性能提高，让越来越多的汽车部件开始采用塑料来生产，这使得塑料焊接技术在汽车零部件行业得到越来越广泛的应用。除了传统的超声波焊接、摩擦焊接及热板焊接等方法以外，因激光焊接具有非接触、效率高、精度高、焊缝美观、密封性好，产品外形无限制，而且容易控制，适应性强等优点，正在逐渐成为塑料焊接的发展趋势。11/11/20192.2塑料的激光焊接原理图1激光焊接塑料原理示意图熔化区透光层吸光层如图1所示：激光焊接的原理是两种塑料在较低压力下被夹紧在一起，将激光束聚焦于两种聚合物制品，其中一种聚合物塑料制品对于近红外激光是透射的，另一种塑料制品吸收激光，吸收激光能量的塑料将光能转为为热能，在塑料的接触面熔化，同时热也传导到透射近红外光线的塑料表面，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。11/11/20192.3用于塑料焊接的激光光源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；在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。各种光源焊接的特点对比如下：11/11/2019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。11/11/20192.4用于塑料焊接的激光设备图2为深圳市创富鑫激光科技有限公司生产的塑料激光焊接LWD-120系统：输出功率：120W波长：980nm脉冲连续、脉宽可调红光定位图2塑料激光焊接系统11/11/2019塑料激光焊接不会产生飞边、粉尘或者烟气，它是一种热影响范围非常小的清洁焊接工艺。自动化塑料激光焊接设备能实现非常高的产量，同时几乎不需要任何日常耗材，设备的维护也相当简单。2.5塑料激光焊接工艺特点图3激光焊接的塑料部件11/11/20193.小结本次课介绍了塑料的激光焊接原理和工艺特点，并就常用的塑料激光焊接光源特性进行了对比。11/11/20194.作业思考题（1）工业生产中，一般塑料部件的焊接方法有哪些？（2）采用激光焊接塑料部件的工艺特点是什么？