激光塑料焊接工艺方法和可焊材料的选择( 二 )


激光塑料焊接工艺方法和可焊材料的选择

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工艺方法分类
激光塑料焊接装置
塑料激光焊接装置主要包括激光器、焊接头和焊接夹具 。激光器的选择主要根据塑料材料特点来选择 。大部分塑料都是选择透过率高的波长为808nm~激光器,焊接完全透明材料时需要在原材料中添加激光吸收剂或零件表面涂激光吸收剂促进激光的吸收 。透明医疗材料则选择激光吸收率高的波长为或的激光器 。
激光塑料焊接工艺方法和可焊材料的选择

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3U直接半导体水冷激光器
奥莱光电3U直接半导体水冷激光器相对于传统的激光器,具有更高的光电转换率,更低的功耗 。波长有915nm和980nm可选 。直接半导体激光器结构紧凑,使用方便 。由于其柔性的激光输出方式,能够方便地与系统设备进行集成 。
塑料焊接工装夹具一般包括夹板总成、压力传感装置以及压力驱动装置 。根据产品的结构设计不同的工装夹具,使用的焊接头一般为准直聚焦焊接头和高速振镜两种,两种焊接头的典型适用范围分别是扫描焊接和填充焊接 。
工艺参数方面:夹紧力一般为0.1 Mpa~2Mpa,激光功率一般为10W~100W,轮廓焊接速度一般为5 mm/s~100mm/s,焊接处光斑直径一般为0.5mm~5mm 。焊接的工艺流程一般包括零件清理、焊接和测试 。零件清理主要是去除样件表面的脱模剂和污物 。产品测试主要包括外观检查、气密性测试、拉力测试、破坏性测试,其中医疗产品还需要进行药理毒性和生物相容性测试 。
激光塑料焊接工艺方法和可焊材料的选择

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激光塑料焊接工艺流程
那么塑料焊接后会产生哪些缺陷呢?焊接缺陷一般包括未焊合、气孔和孔洞,下图是焊缝的纵截面形貌,左图可以看到上下两层材料中间有黑色未焊合区域,那么可以增加功率或降低焊接速度来避免这种缺陷,中间这幅图可以看出存在气孔,可以增加焊接夹紧力来消除缺陷;右图黑色部位为焊接孔洞,这是能量密度高造成的,因此可以降低功率,增加焊接速度 。
激光塑料焊接工艺方法和可焊材料的选择

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焊接缺陷及纠正措施
激光塑料焊接行业应用及发展趋势
【激光塑料焊接工艺方法和可焊材料的选择】激光塑料焊接目前主要应用在汽车、家电、消费电子以及医疗行业 。基于激光塑料焊接对塑料材料的光学特性要求,未来的行业发展趋势将在新型塑料材料的开发方面——包括黑色透光材料的开发,让我们拭目以待 。