激光焊接技術(shù)的基本原理及其特點(diǎn):
塑料的激光焊接是與對材料要求的相關(guān)聯(lián)的,這些新的要求通常很難完成。所謂的激光焊接一方面要求激光輻射能穿透件,另一方面要求件有很強(qiáng)的吸收性能。重要的是,在2個(gè)焊接件之間要避免產(chǎn)生裂縫。在激光焊接過程中,吸收性的件升溫并且局部熔化,通過熱傳導(dǎo)將能量傳遞到透光的件,在外部的壓力下2個(gè)件結(jié)合在一起。所吸收的近激光轉(zhuǎn)化為熱能,將兩個(gè)部件的接觸表面熔化,終形成焊接區(qū)。這種焊接方法能夠形成過原材料強(qiáng)度的焊接縫。
激光焊接流程和方法
激光對熱塑材料的焊接主要采用激光焊接的方法。此方法對被焊接的兩種材料性質(zhì)有的要求,對上面的熱塑層對采用的激光波長是透明的,而下面的熱塑層能吸收激光能量。激光束透過透明的上層材料到達(dá)下層材料,下層材料的表面因吸收激光能量而熔化,此時(shí)在的壓力下兩種材料通過分子聯(lián)接而被焊接在一起。由于激光是非機(jī)械接觸的聚焦在下層材料的表面,激光引起的熱效應(yīng)是局域的,所以此方法可避免對被焊接材料的機(jī)械和熱損傷。
在焊接時(shí)激光束通過光學(xué)系統(tǒng)和振鏡在被焊接的物體上移動(dòng)或者激光束靜止而被焊接物體移動(dòng)。激光與被焊接物體之間的相互作用時(shí)間取決于光束焦點(diǎn)尺寸和移動(dòng)速度,既而影響焊接時(shí)間和效果。輪廓焊接是一種靈活的焊接流程,可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的三維焊接,在包裝行業(yè)里有廣泛的應(yīng)用。
是一種借助掩模,基于輪廓焊接或著同步焊接方法的流程,其原理與芯片制造上的光刻技術(shù)相似。這種流程主要使用在復(fù)雜的幾何焊接圖案上,小接縫寬度大于100μm。掩模往往是由薄片或金屬化的玻璃制成。由于制作掩模比較繁瑣,所做的掩模只針對一個(gè)焊接幾何圖案,所以掩模焊接往往缺乏靈,但適合大批量的焊接加工。
是一種把輪廓焊接和同步焊接結(jié)合起來的流程。激光束通過振鏡以快的達(dá)10m/s的速度在焊縫上移動(dòng)并且多次重復(fù)掃描,使整個(gè)焊接區(qū)域同時(shí)熔化,效果與同步焊接相似。通過同步熔化過程使準(zhǔn)同步焊接和同步焊接方法一樣適合于具有大縫隙的兩個(gè)相鄰部件的搭橋焊接。 在同步焊接中激光束同時(shí)照射焊接區(qū)域,從而明顯減少了焊接處理時(shí)間,并允許搭橋焊接具有大縫隙的兩個(gè)相鄰部件。與輪廓焊接相比由于更長的激光作用時(shí)間使通過同步焊接方法焊接的部位更加牢靠。
其他參數(shù)
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(qū)就越大、越深,將導(dǎo)致材料過熱、變形、甚至損壞。應(yīng)該根據(jù)需要融化的深度來選擇激光功率。
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(dá)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。