透射激光焊接与塑料的应用指南

激光是一个非常有效的工具，用于连接薄板，薄膜，热塑性塑料和织物。其最大特点是迅速将可精确调控的能量准确的传递到所需加热的点位。激光输出覆盖一系列波长。不同波长的激光与塑料的相互作用各不相同。激光焊接工艺还受到塑料类型、颜色、厚度和添加剂的影响而变化。

因为激光的波长决定了其在塑料中能量传递和吸收的形式，所以不同类型激光的应用场景非常依赖其光的波长。

最常用的激光焊接方法是“透射焊接”。激光束通过上层透射材料传输，然后被下层材料表面吸收，在界面处产生热量并熔化。上下层材料对激光能量的吸收差异，是通过对下层材料增加添加剂(例如碳黑)或者表面涂层实现。其使用的激光器波长在0.75-1.5um范围内，可分为半导体、光纤、YAG三种类型。通常，相比较紫外线(UV)和中红外(Mid-IR)，波长0.75-1.5um红外激光在塑料中吸收并不容易。其吸收能力取决于塑料中添加剂以及材料类型(半结晶还是无定形)。如果塑料没有填充剂或者颜料，激光可以穿透几毫米的半结晶塑料，几乎完全穿透无定形塑料。通过增加添加剂，例如填料和颜料，来提高吸收能力。

天然未着色塑料容易吸收波长从1.6um到5um以上的红外，尤其对5um以上的红外有很强的吸收能力。在波长在2um的情况下，其激光器是光纤激光器或者YAG类型，光束能量会沉积在所有塑料(包括半结晶和无定形)顶端几毫米处。利用这个特点，可以焊接厚度不超过几毫米的塑料板材，而无需添加剂。该过程称为“直接激光焊接”，与“透射激光焊接”原理不同。直接激光焊接尚未广泛用于塑料焊接，其典型应用是透明对透明的塑料焊接，具有广泛应用的潜力。

透射激光焊接的应用领域包括：

医疗器械

包装

汽车零部件

消费品

电子包装

纺织品

奥莱光电激光塑料焊接系统主要优势：

1)利用高能量密度的激光热源，实现塑料接合面温度的最佳化，以保证塑料激光焊接过程的高速度和高精度化。

2)通过激光束形状和尺寸的变化，可以将热影响区和接合区域控制到很小的程度。焊接区域的外表面看不到焊接形成的痕迹，也看不到由焊接所形成的损伤。

3)焊接前将零部件组装好，焊接过程非常容易。

4)对零部件的形状和尺寸没有限制，使零部件的设计自由度有一个飞跃性的提高。

5)焊接过程中没有震动，对于电子元件、医疗器械等震动敏感的零部件来说是非常有利的。

6)非接触加工(连接的零部件和热源没有物理性的接触)，容易维持医疗及食品器械等的卫生安全。

7)激光光束传送自由度高，容易实现自动化。

8)不会产生有毒的烟雾等，焊接现场安全可靠。

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