提到塑料焊接工藝，首先想到的是超聲波焊接、熱板焊接甚至螺釘固定鏈接。但實(shí)際上，還有一種更為潔凈、高強(qiáng)度、精準(zhǔn)的連接方式，正在被越來(lái)越多高端場(chǎng)景采用，那就是——激光焊接（Laser Welding）。
激光焊接
一、什么是塑料激光焊接
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，激光焊接是用激光束穿透上層塑料，加熱并熔化下層塑料，然后通過(guò)熱傳導(dǎo)使上層材料也熔化，在加壓狀態(tài)下形成強(qiáng)度極高的焊縫。
這種方式通常采用“搭接式焊接”（Overlap Welding）結(jié)構(gòu)，上層為激光透明，下層為激光吸收層。
步驟一：將一個(gè)透光的塑料焊件和一個(gè)吸光或添加了吸收劑的塑料焊件疊放在一起，利用夾具并施一定的壓力使兩個(gè)焊件接觸面充分接觸。
步驟二：控制一束激光依次穿過(guò)透光焊件和吸收焊件，使得激光穿過(guò)透光焊件，到達(dá)吸光焊件。
步驟三：接觸面下方的吸光焊件吸收激光能量并產(chǎn)生熱量，經(jīng)過(guò)熱傳導(dǎo)作用使得焊接接觸面熔化，在夾具壓力下，熔融狀態(tài)下的塑料充分混合。
步驟四：關(guān)閉激光，熔融狀態(tài)下的焊接接觸面隨著激光能量的減少逐漸冷卻，形成牢固的焊縫，焊件緊緊連接在一起。
二、為什么說(shuō)它是潔凈、高強(qiáng)度、精準(zhǔn)的連接方式
潔凈無(wú)殘留：與超聲波焊接、熱板焊接不同，激光焊接幾乎不產(chǎn)生顆粒、飛邊或殘?jiān)?/span>
精準(zhǔn)控制：激光聚焦極小區(qū)域，可實(shí)現(xiàn)微焊接，不影響周邊敏感元件。
氣密性高：適用于液體密封、氣密殼體等結(jié)構(gòu)性連接。
強(qiáng)度高：可實(shí)現(xiàn)接近母材強(qiáng)度的焊接效果，適用于承力結(jié)構(gòu)。
三、激光焊接材料的選擇邏輯，關(guān)鍵在“透明”與“吸收”
什么是“激光透明”和“激光吸收”？
材料要求：
上層材料需透過(guò)激光波長(zhǎng)（典型為808~1064nm）；
下層材料需吸收該波長(zhǎng)能量，常加入碳黑或?qū)Ｓ眉t外吸收劑；
兩種材料的熔融溫度要接近，最好具備化學(xué)兼容性穩(wěn)定性能。
可焊材料：
PE、PP、ABS、PS、SAN、PA6、PA66、PC、PMMA、PBT、PET、PEEK，甚至填充30%玻纖的材料也能成功焊接！選對(duì)“上下層”很重要。
聚泰特種工程塑料
不可忽視的問(wèn)題：
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鈦白粉（TiO?）會(huì)嚴(yán)重散射激光，使白色焊接變得困難；
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透明/透明、白/白配對(duì)的焊接難度最高，需特別配方支持。
四、激光來(lái)源怎么選
大多數(shù)聚合物(較淺的藍(lán)色曲線)在可見(jiàn)光和近紅外光譜范圍內(nèi)通常是透明或半透明的。通過(guò)添加顏料(較深的藍(lán)色曲線)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)激光波長(zhǎng)的適當(dāng)吸收。
實(shí)際上，90%以上的塑料焊接應(yīng)用都可用二極管激光完成。
五、塑料激光激光焊接方法
焊接方式也分“畫(huà)線”與“涂色”
輪廓焊接：
沿著焊接區(qū)域的輪廓線移動(dòng)進(jìn)行焊接；或者將被夾層沿著激光束移動(dòng)進(jìn)行焊接。其原理圖如圖2a所示。靈活性好，高自由度，適用于焊接各種性質(zhì)復(fù)雜的二維或三維焊件。
同步焊接：
將多個(gè)二極管激光束透射到焊接區(qū)域進(jìn)行焊接。其原理圖如圖2b所示。加工周期短，熱變形量較小，適用于一定規(guī)模的批量生產(chǎn)。
準(zhǔn)同步焊接：
利用反射鏡使激光束高速對(duì)焊接區(qū)域進(jìn)行焊接。其原理圖如圖2c所示。靈活性好，自由度較高，適用于簡(jiǎn)單的平面二維焊接。
照射掩膜焊接：
在激光束和待焊部件之間放入一個(gè)模板，使激光束對(duì)模板進(jìn)行精確焊接，使用這種技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)低至10?μm的高精度焊接。掩膜焊接是瑞士Leister公司的專(zhuān)利技術(shù)。其原理圖如圖2d所示。可焊接任何平面幾何形狀，且精度極高。
六、想要“透明/透明焊接”，就要選對(duì)助劑
在高端醫(yī)療、透明電子殼體等場(chǎng)景中，我們常常希望實(shí)現(xiàn)透明/透明或彩色/透明焊接。這就需要特別設(shè)計(jì)的激光吸收劑：
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有機(jī)型吸收劑：適合透明產(chǎn)品，顏色輕微、易調(diào)配；
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無(wú)機(jī)型吸收劑：用于不透明制件，穩(wěn)定性更高；
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低遷移性、安全無(wú)毒：滿(mǎn)足醫(yī)療、食品級(jí)需求。
