浅谈激光塑料焊接工艺及材料的选择

我们传统意义上的塑料激光焊接指的是激光穿透焊接，上层塑料要能够让激光可以穿透，下层工件要能够吸收激光的能量。因此，上层塑料部件一般为本色塑料，下层塑料一般为黑色塑料。

塑料激光穿透焊接最大的问题在于焊接透明与透明的材料，比如医疗器械应用大量使用的PC与PC之间的焊接。由于上下塑料都是激光可穿透的部件，缺乏激光吸收层，因此如果要使用塑料激光穿透焊接工艺，就必须要在焊缝处涂上Clear Weld等吸光剂，借由吸光剂吸收激光能量来融化焊缝处进行焊接。然而这一工艺很少被客户批量生产采用，原因在于一方面激光吸收剂会产生额外的耗材成本，增加生产成本;另一方面，生产上多一道喷涂工艺会额外增加设备、耗材及制造风险 最近几年，新的塑料激光焊接技术解决了透明和透明塑料的焊接问题。这一透明塑料的激光焊接方式来源于塑料对于不同波段激光所表现出来的不同穿透与吸收特性。

塑料激光焊接针对的焊接对象为热塑性的塑胶材料，热塑性的塑料材料主要分为两类，一类是无定型的塑料，未添加色母时的表现为透明的材料，如PC、PMMA等材料;另一类是半晶体的塑料，未添加色母时的表现为乳白或乳黄的材料，如PA、PBT等。

对上层的激光穿透层塑料，所有的未添加色母的本色塑料，对于800-1000nm的激光都是透明的。如果是使用无定型的材料，其厚度没有特定的要求。而如果使用半晶材料作为激光穿透层，一般来讲焊接区域的穿透层塑料的设计厚度不要超过2mm。玻纤的加入对于激光穿透有一定的影响，加入的玻纤百分比越多，激光穿透层的塑料设计厚度要尽量小。

对于下层吸光塑料，普通的黑色塑料即可。两种塑料材料如果能够焊接，必须有相同或近似的物理特性，否则一层材料已经融化或者燃烧，另外一层材料还没有反应。

很多客户询问彩色塑料组合之间的焊接，一般来讲，其焊接难度及成本遵循下表：

由上表可知，绿色/黄色单元格代表有着不错的焊接效果，而棕色和红色单元格则基本没有焊接的可能。

奥莱光电2μm激光对于很多高分子材料吸收良好， 是用来做塑料焊接的最佳选择，同轴红外测温实时反馈到控制系统，用来实时控制激光器的参数，保证焊接点的温度点的恒定焊接，最大程度的保证焊接良率。

最简单的是使用本色的透光塑料焊接在黑色的吸光塑料上，激光塑料焊接工艺最简单，成本也最低。汽车零部件焊接应用使用的最多的组合是黑色激光穿透的塑料激光焊接在黑色吸光的塑料上，其难点是使用黑色的激光可穿透的塑料，在选择材料时，激光穿透件一定要使用透光率合格的激光可穿透塑料。

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