塑料激光焊接對塑料的要求

目前很多的塑料產(chǎn)品都對加工精度、美學(xué)外觀(guān)的要求非常高，就促使激光塑料焊接成為這些產(chǎn)品生產(chǎn)的必要工藝，促進(jìn)了激光焊接技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

塑料激光焊接對塑料的要求

1、塑料材料

激光焊接機對塑料材料的要求，能夠用激光焊接的塑料均屬于熱塑性塑料，理論上所有熱塑性塑料都能夠被激光爆接：塑料激光焊接技術(shù)要求被焊接期料在熱作用下區內的材料對微光光波的吸收性好，不屬于熱作用區的材料，則要求對光波的透過(guò)性好，尤其在對兩件薄料件進(jìn)行疊焊時(shí)更是如此。

2、光學(xué)特性

塑料的光學(xué)特性影響著(zhù)激光焊接的焊接效果。一方面，激光焊接需要一個(gè)透明的焊接伙伴。在沒(méi)有添加劑的情況下，每種熱塑性塑料對激光輻射都是透明的。但有無(wú)定形和半結晶熱塑性塑料之分。對于非晶態(tài)熱塑性塑料，即使是較厚的材料，輻射也能很好地傳輸。對于半結晶的熱塑性塑料，輻射則在結晶處發(fā)生折射和反射。這就導致了輻射散射，而輻射散射主要取決于結晶的程度和被輻射通過(guò)的材料的厚度。

3、吸收劑
塑料激光焊接的工藝要求，吸收劑的應用是塑料激光焊接工藝中非常重要的工藝。塑料激光焊接的本質(zhì)是將熱作用區的待焊接塑料熔化，隨后自然冷卻實(shí)現塑料件的接合。欲使塑料熔化需要使塑料件吸收足夠的激光能量。一般在不添加吸收劑的情況下，塑料對光波的吸收性不是很好， 吸收效率很低，熔化效率不理想。通常理想的吸收劑是炭黑，炭黑能夠將紅外波長(cháng)的激光能量基本全部吸收，從而大大提高塑料的熱吸收效果，使熱作用區的材料熔化更快、效果更好。炭黑在吸收紅外波段的激光光波的同時(shí)，也吸收可見(jiàn)光波，這也是炭黑看起來(lái)為黑色的原因。用炭黑作吸收劑會(huì )使激光焊接焊縫顏色變深，與母材顏色不同。一些其他顏色的染料也能夠起到吸收光波的效果。英國焊接學(xué)會(huì )(The Welding Intitute, TWD研制出了一種對可見(jiàn)光透明的染料。用這種染料作吸收劑，可以得到透明的塑料焊縫。其原理是這種染料只吸收紅外波段的電磁波，不吸收可見(jiàn)光，因此看起來(lái)焊縫仍然是透明的。很多情況下，塑料焊接要求成品美觀(guān)、精致，因此相比炭黑，對可見(jiàn)光透明的染料吸收劑非常受青睞。

4、其他參數

塑料激光焊接對塑料的要求，與金屬焊接不同，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.塑料件上的熱作用區就越大、越深，將導致材料過(guò)熱、變形、甚至損壞。應該根據需要熔化的深度來(lái)選擇激光功率。塑料激光焊接的速度比較快，一般得到1mm厚焊縫的焊接速度可達20m/min;而采用高功率的CO2激光器焊接塑料薄膜，最高速度可以達到750m/ min.激光焊接系統中，計算機軟件的作用也是十分重要的。軟件除了可以實(shí)現對激光頭的運動(dòng)軌跡和速度、激光功率等一般性的工藝參數進(jìn)行數字化控制，以達到提高加工速度和精度、改善加工質(zhì)量的目的，同時(shí)焊接加工仿真軟件可以根據不同材料的厚度、顏色、吸收率等，結合激光器的功率、光波透過(guò)率等參數，在焊接前就可以得到所需的吸收劑的用量和添加方法及焊接過(guò)程中激光光波在上層材料中的能量損失等，軟件計算結果與實(shí)測結果非常接近。由于塑料激光焊接的規律性強，有較好的可預測性，因此，采用軟件計算篩選方法、預測結果是非常有效和可行的。