塑料激光焊接及其應(yīng)用

  隨著綠色環(huán)保理念在全球工業(yè)生產(chǎn)中的貫徹以及生產(chǎn)成本控制方面的考慮，塑料作為一種性能優(yōu)異的可再生非金屬材料，被日益廣泛地應(yīng)用在各行業(yè)的零部件設(shè)計、制造上，傳統(tǒng)的金屬部件越來越多地被擁有同樣工作性能的塑料部件替代，同時對塑料零件之間的焊接連接技術(shù)和焊接質(zhì)量也提出了更高的要求，這些變化為激光焊接技術(shù)在塑料材料領(lǐng)域的應(yīng)用提供了契機。 

● 超聲波焊接 

超聲波焊接法通過機械高頻振動而形成接縫。待裝配的部件加壓夾持于振蕩焊頭和固定焊頭之間，然后與接觸面呈直角，接受頻率為20～40KHz的超聲振動。交替式高頻應(yīng)力在接縫界面處產(chǎn)生熱量，從而形成優(yōu)質(zhì)的焊接。 

用于這一工藝的工具十分昂貴，因此，適宜在生產(chǎn)量較大時采用。應(yīng)用領(lǐng)域包括在多頭機上焊接醫(yī)療器材所用的閥門和篩檢程序、盒體、汽車部件、吸塵器外殼等。

● 摩擦焊接 

  熱塑性塑料摩擦焊接（也稱為“旋轉(zhuǎn)焊接”）與金屬焊接的原理相同。在這種焊接工藝中，將一片基材固定，另一片基材以受控的角速度旋轉(zhuǎn)。當部件壓合在一起時，摩擦熱導致聚合物熔融，冷卻后即形成焊接。摩擦焊接能產(chǎn)生優(yōu)良的焊接質(zhì)量，焊接工藝簡單，重復(fù)性強，僅適合于至少有一個部件是圓形且不需要角度對齊的應(yīng)用領(lǐng)域。

● 振動焊接

  振動焊接也稱為線性摩擦焊接。兩件熱塑性部件在適當?shù)膲毫Α㈩l率和振幅下相互摩擦，直到產(chǎn)生足夠的熱量使聚合物熔融為止。振動停止后，部件彼此對齊，熔化的聚合物固化后形成焊接。

  此焊接工藝主要優(yōu)點在于能高速焊接大型復(fù)雜線性部件。其它強項包括：能同時焊接多個部件，焊接工具簡單，幾乎能焊接所有熱塑性材料，主要用于汽車和家用電器行業(yè)。

● 熱板焊接 

  對于塑料接合來說，熱板焊接是最簡單的批量生產(chǎn)技術(shù)。高溫熱板夾于待接縫的表面之間，直到軟化為止。此時，將熱板抽出，兩表面在受控壓力之下貼合，保持一段特定的時間后合在一起。然后，讓熔融表面冷卻，形成焊接。焊接工具或加熱組件配有內(nèi)置電熱器，以避免塑料粘連于焊接工具上。 

  多種日常用品都采用這一焊接工藝，例如：吸塵器外殼，洗衣機和洗碗機部件、制動液油箱、后燈、指示燈等汽車部件。熱板焊接法的弊端在于焊接速度較慢。

● 熱氣焊接

  熱氣焊接法利用加熱的氣流（通常為空氣）將熱塑性塑料基材和熱塑性塑料焊條加熱和熔化。基材和焊條熔融后形成焊縫。為確保有效焊接，必須在焊條上施加適當?shù)臏囟群蛪毫?，還應(yīng)確保合適的焊接速度和焊槍位置。主要用途包括化學品存儲容器、通風管道和汽車保險杠等注塑件維修等。氮氣用于氧氣敏感的材料，如聚乙烯；氧氣則形成更高的焊接強度。 

  這一焊接方法的主要優(yōu)點在于能焊接大型、復(fù)雜的部件，但是焊接速度慢，焊接質(zhì)量完全依賴于焊工的技能。

●  植入焊接 

  在植入焊接中，首先將金屬嵌件夾在待接縫的部件之間，然后通過感應(yīng)或電阻方式加熱。采用電阻焊接時，要求沿接縫放置電線將電流傳導到植入件中；采用感應(yīng)焊接時則不需要這種方式。植入焊接法已用于焊接大型部件等的復(fù)雜接縫，包括汽車保險杠、電動汽車和游艇船殼等。

● 塑料激光焊接原理 

  最常用的激光焊接形式被稱為激光透射焊接，首先將兩個待焊接塑料零部件加壓力夾在一起，然后將一束短波紅外區(qū)的激光定向到待粘結(jié)的部位。