随着绿色环保理念在全球工业生產中的贯彻以及生产成本控制方面的考虑最简单的塑料焊接方法作为一种性能优异的可再生非金属材料，被日益广泛地应用在各行业的零部件设计、制造上传统的金属部件越来越多地被拥有同样工作性能的最简单的塑料焊接方法部件替代，同时对最简单的塑料焊接方法零件之间的焊接连接技术和焊接质量也提出了更高的要求这些变化为激光焊接技术在最简单的塑料焊接方法材料领域的应用提供了契机。

一、传统最简单的塑料焊接方法焊接常用的方法

超声波焊接法通过机械高频振动而形成接缝待装配的部件加压夹持于振荡焊头和固定焊头之间，然后与接触面呈直角接受频率为20～40KHz的超声振动。交替式高频应力在接缝界面处产生热量从而形成优质的焊接。

用于这一工藝的工具十分昂贵因此，适宜在生产量较大时采用应用领域包括在多头机上焊接医疗器材所用的阀门和筛检程序、盒体、汽车部件、吸尘器外壳等。

热塑性最简单的塑料焊接方法摩擦焊接（也称为“旋转焊接”）与金属焊接的原理相同在这种焊接工艺中，将一片基材凅定另一片基材以受控的角速度旋转。当部件压合在一起时摩擦热导致聚合物熔融，冷却后即形成焊接摩擦焊接能产生优良的焊接質量，焊接工艺简单重复性强，仅适合于至少有一个部件是圆形且不需要角度对齐的应用领域

振动焊接也称为线性摩擦焊接。两件热塑性部件在适当的压力、频率和振幅下相互摩擦直到产生足够的热量使聚合物熔融为止。振动停止后部件彼此对齐，熔化的聚合物固囮后形成焊接

此焊接工艺主要优点在于能高速焊接大型复杂线性部件。其它强项包括：能同时焊接多个部件焊接工具简单，几乎能焊接所有热塑性材料主要用于汽车和家用电器行业。

对于最简单的塑料焊接方法接合来说热板焊接是最简单的批量生产技术。高温热板夾于待接缝的表面之间直到软化为止。此时将热板抽出，两表面在受控压力之下贴合保持一段特定的时间后合在一起。然后让熔融表面冷却，形成焊接焊接工具或加热组件配有内置电热器，以避免最简单的塑料焊接方法粘连于焊接工具上

多种日常用品都采用这┅焊接工艺，例如：吸尘器外壳洗衣机和洗碗机部件、制动液油箱、后灯、指示灯等汽车部件。热板焊接法的弊端在于焊接速度较慢

熱气焊接法利用加热的气流（通常为空气）将热塑性最简单的塑料焊接方法基材和热塑性最简单的塑料焊接方法焊条加热和熔化。基材和焊条熔融后形成焊缝为确保有效焊接，必须在焊条上施加适当的温度和压力还应确保合适的焊接速度和焊枪位置。主要用途包括化学品存储容器、通风管道和汽车保险杠等注塑件维修等氮气用于氧气敏感的材料，如聚乙烯；氧气则形成更高的焊接强度

这一焊接方法嘚主要优点在于能焊接大型、复杂的部件，但是焊接速度慢焊接质量完全依赖于焊工的技能。

在植入焊接中首先将金属嵌件夹在待接縫的部件之间，然后通过感应或电阻方式加热采用电阻焊接时，要求沿接缝放置电线将电流传导到植入件中；采用感应焊接时则不需要這种方式植入焊接法已用于焊接大型部件等的复杂接缝，包括汽车保险杠、电动汽车和游艇船壳等

最常用的激光焊接形式被称为激光透射焊接，首先将两个待焊接最简单的塑料焊接方法零部件加压力夹在一起然后将一束短波红外区的激光定向到待粘结的部位。

图1 最简單的塑料焊接方法激光焊接基本原理图

激光束通过上层透光材料然后被下层材料吸收，激光能量被吸收后转换为热能由于两层材料被壓在一起。热能从吸收层传导到透光层上使得两层材料熔化并结合。

图2 最简单的塑料焊接方法激光焊接过程示意图

同时由于材料本身的熱膨胀扩张产生内部压力内部压力与外部压力共同作用确保了两部分的坚固焊接。图1、图2直观地说明了最简单的塑料焊接方法激光焊接嘚原理与过程

在实际应用中，最简单的塑料焊接方法激光焊接有几种不同的焊接工艺方法：

• 顺序型周线焊接：激光沿着最简单的塑料焊接方法焊接层的轮廓线移动并使其熔化将最简单的塑料焊接方法层逐渐粘结在一起；或者将被夹层沿着固定的激光束移动达到焊接的目嘚。
• 同步焊接：来自多个二极管激光器的激光束通过光学元件将激光束整形，激光束被引导到沿着焊接层的轮廓线上同时在焊缝处产苼热量，从而使整个轮廓线同时熔化并粘结在一起
• 扫描焊接：扫描焊接又称准同步焊接，扫描焊接技术综合了上述顺序型周线焊和同步焊接两种焊接技术利用反射镜产生高速激光束10 米/秒的速度，沿着待焊接的部位移动使得整个焊接处逐渐发热并熔合在一起。
• 照射掩膜焊接：激光束通过模板进行定位熔化并粘结最简单的塑料焊接方法，模板只暴露出下面最简单的塑料焊接方法层上面积一个很小的精确嘚焊接部位激光束仅对制品上没有被掩膜遮住的部分加热。使用这种技术可以实现低至10微米的高精度焊接

三、最简单的塑料焊接方法噭光焊接的工艺

最简单的塑料焊接方法焊接过程中常用的是二极管激光器或半导体激光器。光束处于近红外区域并且光束波长在400～1,100μm，鈳以通过光纤传输在这个范围内的激光束可以被大多数的最简单的塑料焊接方法所吸收。二极管激光焊接系统紧凑并且激光器还可以達到更高级别的功率。激光的波长可以根据特殊要求来设计半导体激光器的波长一般是808～980μm。半导体激光器投资成本小体积小，效率高

热塑性最简单的塑料焊接方法包含无定形最简单的塑料焊接方法和半晶性最简单的塑料焊接方法。能够被激光焊接的最简单的塑料焊接方法均属于热塑性最简单的塑料焊接方法理论上，所有热塑性最简单的塑料焊接方法都能够被激光焊接最简单的塑料焊接方法激光焊接技术对被焊接最简单的塑料焊接方法的要求为：在热作用区内的材料，要求对激光光波的吸收性好；不属于热作用区部分的材料则偠求对光波的透过性好，尤其在对两件薄最简单的塑料焊接方法件进行叠焊时更是如此一般向热作用区最简单的塑料焊接方法中添加吸收剂可以达到目的。

吸收剂的应用是最简单的塑料焊接方法激光焊接工艺中非常重要的工艺最简单的塑料焊接方法激光焊接的本质是将熱作用区的待焊接最简单的塑料焊接方法融化，随后冷却自然实现最简单的塑料焊接方法件的接合让最简单的塑料焊接方法融化需要使朂简单的塑料焊接方法件吸收足够的激光能量。

通常理想的吸收剂是碳黑碳黑能够将红外波长的激光能量基本全部吸收，从而大大提高朂简单的塑料焊接方法的热吸收效果使得热作用区的材料融化得更快、效果更好。一些其他颜色的染料也能够起到相同的吸收光波的效果。

添加吸收剂的方法有3种：一是直接向待焊接材料中渗入吸收剂这样应该将渗过吸收剂的最简单的塑料焊接方法件放在下面，而把沒有渗吸收剂的最简单的塑料焊接方法件放在上面让激光光波通过；二是向最简单的塑料焊接方法件待焊接的表面渗吸收剂，这样只有被渗透了吸收剂的一部分最简单的塑料焊接方法将成为热作用区而被融化；三是在两块待焊接最简单的塑料焊接方法件的接触处喷涂上或鍺印刷上吸收剂

与金属焊接不同，最简单的塑料焊接方法激光焊接需要的激光功率并不是越大越好焊接激光功率越大，最简单的塑料焊接方法件上的热作用区就越大、越深将导致材料过热、变形、甚至损坏。应该根据需要融化的深度来选择激光功率

最简单的塑料焊接方法激光焊接的速度比较快，一般得到1mm厚焊缝的焊接速度可达20m/min；而采用高功率的CO2激光器焊接最简单的塑料焊接方法薄膜最高速度可以達到750m/min。

四、最简单的塑料焊接方法激光焊接的优势

激光焊接是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法激光焊接是激咣材料加工技术应用的重要方面之一。20世纪70年代主要用于焊接薄壁材料和低速焊接焊接过程属热传导型，即激光辐射加热工件表面表媔热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数使工件熔化，形成特定的熔池由于其独特的优点，已成功应用于微、小型零件的精密焊接中与传统最简单的塑料焊接方法焊接工艺相比，激光焊接具有焊接强度高加热和冷卻速度极快，热影响区小焊接应力和变形很小；非接触加工，对焊件不产生外力作用可焊接难于接触的部位；焊接工艺稳定，焊缝表媔和内在质量好性能高；激光在真空、空气及某种气体环境中均能施焊，通过玻璃或对光束透明的材料进行焊接等诸多优点

1）非接触焊接，与待焊接工件不发生物理接触热塑性最简单的塑料焊接方法不发生化学反应，可在工业环境下操作适用于需要卫生安全的医疗囷食品行业。医疗行业主要用于注射系统、医疗电子设备、各种人造移植及造口产品等

2）激光束形状尺寸可调控，从而控制热影响区和接合区域大小自由度高，灵活性好不限制待焊接零部件尺寸及形状，能够实现二维甚至三维的焊接为多样化定制化零部件生产提供叻基础。

3）焊接速度快焊缝强度高，无飞边无残渣，能够保证焊接区域的良好外观相关数据显示，就普通乘用车而言非金属材料偅量占比约1/3，部分车型这一占比更大最简单的塑料焊接方法则是车用非金属四大材料之一。高档轿车保险杠采用最简单的塑料焊接方法噭光焊接能够达到强度和外观两全其美其他如汽车滤清器、气液分离器、汽车仪表盘外壳、电子开门器、变速箱等激光焊接都能发挥良恏效果。

图：激光焊接工艺已经应用在部分车型尾灯中比如HYUNDAI的顶级旗舰车型(|)和(|)。

4）精密牢固不透气，不漏水能极大减少热应力和振動应力，对于精密电子元器件及易损坏器件来说最适合不过