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塑料激光焊接工藝及焊縫設計

黑色塑料激光焊接工藝有哪些。

塑料激光焊接技術(shù)本身已經(jīng)發(fā)展了幾十年，并不是一項新技術(shù)。然而，近年來(lái)，隨著(zhù)激光發(fā)生器價(jià)格的下降、電子/電氣元件體積的下降以及更嚴格的外觀(guān)要求，塑料激光焊接技術(shù)正在迅速應用于各行各業(yè)。激光塑料焊接壓板治具工藝。

塑料激光焊接工藝

使用精確的紅外激光束（波長(cháng)為1um和2um）。激光束通過(guò)上層透射材料傳輸，然后被下層材料表面吸收。當激光能被吸收時(shí)，這兩種材料緊密接觸并熔化，最終形成化學(xué)連接。激光塑料焊接壓緊工藝。

該工藝分為三個(gè)階段：

第一階段:壓緊。上下部分壓緊，紅外透明材料在上面，吸收材料在下面。

第二階段：加熱。激光通過(guò)上部，被下部表面吸收，加熱和熔化焊筋。

第三階段：冷卻。關(guān)閉激光，保持夾緊力，冷卻和凝固焊縫。

塑料激光焊接的優(yōu)點(diǎn)

焊縫清潔，無(wú)顆粒污染。采用紅外激光束而不是摩擦加熱，因此焊接過(guò)程不產(chǎn)生顆粒。同時(shí)，加熱區的位置和尺寸可以準確控制，因此溢流控制更加靈活和簡(jiǎn)單?？焖?。能量的高度集中意味著(zhù)塑料的加熱速度非?？?。熱影響區域的精確控制。因此，它非常適合小型電子電氣產(chǎn)品。無(wú)有害振動(dòng)。避免損壞內部部件。

塑料激光焊接缺點(diǎn)

激光系統配置成本高。對零件材料有特殊要求。上部零件的透光率應大于15%，下部零件應增加1%體積的炭黑。零件結構設計有限。一般要求上部零件厚度小于3mm，無(wú)結構阻擋激光束。注塑精度有一定要求，零件平面度應小于0.2mm，裝配后上下層間隙應小于0.1mm。激光塑料焊接縮水。

選擇激光焊接系統

焊接系統按激光波長(cháng)可分為1um和2um。

目前，1um激光焊接系統應用廣泛。1um激光焊接原理如上所述，采用上層透射 連接下層吸收原理。不能焊接上下均勻透明的零件。

2um激光焊接系統同時(shí)加熱上下部件，在接頭處溫度上升最快，從而熔化并形成連接?？珊附由舷峦该鞑考?。2um激光焊接速度比1um激光焊接慢。目前，只有美國Dukane和德國LPKF有這種技術(shù)和設備。

僅限于主流的1um激光焊接系統。

根據激光束的掃描方法，1um激光焊接系統可分為輪廓掃描焊接系統、準同步焊接系統和同步焊接系統。目前，主流是1um準同步激光焊接系統。激光焊接的輪廓掃描。激光頭或零件由伺服驅動(dòng)，使激光束在焊接路徑上移動(dòng)。有足夠的能量熔化和連接零件。該方法適用于平面焊接，或坍塌距離小于0.1mm的產(chǎn)品。

準同步激光焊接。激光頭固定，焊筋通過(guò)鏡頭掃描加熱(鏡頭內有兩面伺服控制的偏光鏡)。掃描速度可達500mm/s，并且可以根據需要掃描多圈。因此，可以認為一圈焊筋同時(shí)熔化和連接。也是目前主流經(jīng)濟的激光焊接系統。合適的產(chǎn)品尺寸最大可達1m×1m(根據不同的材料和應用會(huì )有所不同)。

TPU塑料可以用激光焊嗎。

同步激光焊接。根據焊縫軌跡排列多個(gè)或幾十個(gè)光纖激光器，同時(shí)加熱焊筋。優(yōu)點(diǎn)是焊接速度快。缺點(diǎn)是系統價(jià)格最高，由于激光頭布置固定，更換成本高，不方便。目前，美國B(niǎo)ranson擁有該技術(shù)。

材料添加劑對激光焊接的影響

塑料焊接對激光器的要求。

關(guān)于顏料或染料。事實(shí)上，激光焊接可用于任何顏色組合。最好的選擇是上層材料的天然顏色，下層材料加1%炭黑。其次，黑色焊接黑色零件。一般來(lái)說(shuō)，上層材料為紅外透明黑色，下層材料為炭黑。白色也可以焊接到白色。最困難的是透明焊接。

需要注意的是，PEEK或LCP等半結晶材料作為上層透明層時(shí)，應采用自然色，不能添加顏料或染料，會(huì )影響焊接。

玻璃纖維大大降低了塑料的透射率。因此，當PBT用于上層透明層時(shí)。

30%玻璃纖維材料的厚度不得超過(guò)2mm。生產(chǎn)中應特別注意注塑模具的溫度對透射率（如冷卻過(guò)快或過(guò)慢）有很大影響。如果使用尼龍，玻璃纖維的含量不應超過(guò)35%。

添加劑選擇參考表?？蓮南卤碇蝎@得：

大多數熱塑性塑料，包括無(wú)定形和半結晶，可以在自然或透明狀態(tài)下焊接塑料激光。

無(wú)定形材料允許玻璃纖維含量小于40%，半結晶材料允許玻璃纖維含量小于20%。

無(wú)定形材料可用染料或顏料著(zhù)色，半結晶材料用染料或顏料著(zhù)色時(shí)不能焊接。激光塑料焊接的透光材料。

焊縫設計

有三種常見(jiàn)的焊縫設計：搭接設計（LapJoints）；T筋設計（TJoint/CollapseRib）；徑向過(guò)盈設計（RadialJoint）。激光塑料焊接壓板材料。

搭接設計

塑料件可以激光焊接嗎。

這種類(lèi)型的焊縫設計經(jīng)常出現在微流體裝置、小屏幕產(chǎn)品和紡織應用中。有時(shí)，零件表面的焊接筋小于0.1mm。下圖顯示了微流體裝置上使用的高度小于0.1mm的焊接筋。激光塑料外殼焊接。

T筋設計

激光塑料復合焊怎么焊。

上圖A為激光束光斑尺寸，一般為0.5-4mm，尺寸可調。B是壓板空間，應大于0.5mm。C為上層厚度，一般應小于3mm。厚度取決于材料和添加劑，例如，透明PC厚度可達10mm仍可焊接，PBT 玻璃纖維30%，上層厚度應小于2mm。E是焊接距離，也稱(chēng)為坍塌距離。坍塌距離一般設計在0.15-0.7mm之間，常見(jiàn)為0.3-0.4mm。塑料激光測量焊接點(diǎn)溫度。

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類(lèi)似于超聲波焊接的焊縫設計有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：通過(guò)坍塌，克服零件尺寸誤差或翹曲引起的焊接問(wèn)題；通過(guò)監測坍塌距離，可以判斷焊接質(zhì)量和穩定性。

典型的焊縫設計案例

塑料激光焊接強度。

100mmx75mm的產(chǎn)品尺寸需要滿(mǎn)足密封和無(wú)溢料的要求。焊縫設計如上圖所示:筋寬2-3mm，焊接深度0.3-0.4mm。塑料激光焊接的填充率。

徑向過(guò)盈設計

塑料焊接有幾種方法。

要求內外零件過(guò)剩配合?？朔辛慵詈?，過(guò)剩應仍有一定的干預量。一般來(lái)說(shuō)，過(guò)剩是直徑的1%-2%。例如，直徑為10mm的圓應干預0.01mm-0.02mm，以獲得良好的焊接效果。塑料件激光焊接原理。

滾珠焊接。

零件設計

裝配定位。如下圖所示，可在筋兩側設計定位凸臺，防止錯位造成外觀(guān)不良。也可以通過(guò)設計其他結構來(lái)定位。塑料激光焊接吹氣原理。

激光塑料焊接用什么鏡片壓。

在零件設計中，應考慮避免激光束被其他結構堵塞。同時(shí)，激光束應位于零件法線(xiàn)，以避免在零件表面反射?！?5°區域內。

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