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激光塑料焊接的优势分析

  激光塑料焊接的优势分析:塑料是一种性能优异的可再生的非金属材料,作为仅次于金属的第二大材料体系,塑料在汽车、航空航天、交通运输、医疗、电子产品等行业都有巨大的应用,轻量化的需求尤其强烈。
 
  塑钢比是一个国家生产的塑料和钢材数量的比值,是衡量国家发达程度的重要标准之一,在发达国家中,这个比值一般维持在65:35左右,而我国塑钢比仅为30:70,与发达国家有着巨大的差距,同时也说明塑料制品在我国还有广阔的发展前景;随着塑料不断代替金属,对于塑料零件之间的连接技术和质量也提出了更高的要求。
 
激光塑料焊接
 
  塑料焊接是实现塑料部件永久连接最有效的方法,传统的塑料焊接工艺包括超声波焊接、振动摩擦焊接、热板焊接等。表1为常见的传统塑料焊接的原理和优缺点总结。
 
传统塑料焊接 焊接原理 优缺点
超声波焊接 将超声波的高频振动能量通过焊接头传输到所需焊接的塑料件上,该振动能量通过塑料件表面间的冲击摩擦,在塑料件两表面接合处温度升高,产生高热,使接合处塑料迅速熔化粘接。 焊接速度快但焊接长度有限,且易产生飞边和碎屑,零件有大的机械应力产生。
振动摩擦焊接 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,冷却后即形成焊接。 可以焊接大尺寸的塑料零件,但挤出的树脂多,而且不能焊接界面形状复杂的零件,焊接精度也较差。
热板焊接 将高温热板夹于待接缝的表面之间,软化后将热板抽出,两表面在受控压力之下贴合,熔融表面冷却最终形成焊接。 适合小部件的批量生产,但对于焊接面的几何形状变化适应性较差。

 
  随着激光行业的发展和激光器成本的降低,激光塑料焊接正逐渐取代传统的焊接方式。激光焊接技术是借助激光束产生的热量使塑料接触面熔化,进而将热塑性片材、薄膜或模塑零部件粘结在一起的技术。与传统塑料焊接相比,激光塑料焊接具有以下独特的优势:
 
  1.激光塑料焊接属于非接触焊接,与焊接工件没有物理接触也不产生化学反应,可以在工业环境下操作,焊接过程清洁无污染,适合用于卫生安全的医疗和食品行业。
 
  2.激光可以通过光束整形来调控光束尺寸大小和改变形状,便于控制热影响区和接合区的大小,具有高的自由度和较好的灵活性,并且对焊接零部件的尺寸及形状没有限制,可实现二维和三维的焊接,提供了零部件多样化的定制服务。
 
  3.激光塑料焊接的焊接速度快,焊缝强度高,无飞边,无残渣,能够保证焊接区域的良好外观。
 
  4.激光塑料焊接部件精密牢固,不透气,不漏水,能极大减少热应力和振动应力,适合对精密电子元器件和易损坏器件的焊接。
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