激光技术在塑料加工中的运用

1.2 塑料激光焊接的原理和方法
1.2.1 激光焊接塑料的基本原理
2种塑料在低压力下被夹紧在一起，激光穿过一个制品，然后被另外一个制品吸收，吸收激光能量的制品将光能转化为热能，在塑料的接触面熔化，形成一个焊接区。
塑料的激光焊接是与对材料要求的提高相关联的，这些新的要求通常很难完成。所谓的激光透射焊接一方面要求激光辐射能穿透零件，另一方面要求零件有很强的吸收性能。重要的是，在2个焊接件之间要避免产生裂缝。在激光焊接过程中，吸收性的零件升温并且局部熔化，通过热传导将能量传递到透光的零件。在外部的压力下2个零件结合在一起。激光焊接工艺之所以具有吸引力，是因为只有很少的热量输入结构件，因此只会产生可控的最小熔化量。其结果是可获得很高的焊接强度，并且由于熔化物溢出或气化很少而获得无可挑剔的外观质量。在很小的焊接面积上就可以获得很高的强度，这一点使得这种工艺方法在操作空间受到限制的条件下比站接工艺更优越。
1.2.2 常用的激光焊接方法
(1) 激光束沿着焊缝处快速扫描，达到焊接的目的;
(2) 通过光学元件将激光束整形，同时在焊缝处产生热量;
(3) 照射掩膜焊接，激光束仅加热制品上没有被掩膜遮住的部分，可以快速焊接复杂的焊缝;
(4) 激光束固定，塑料工件置于受程序控制的多维可移动的工作台上。
1.3 塑料材料对激光焊接的适应性
应用激光焊接塑料材料必须对激光有吸收，否则就不能完成塑料的激光焊接。绝大多数本色的塑料和许多有色的半透明塑料都能采用激光焊接，例如聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)和聚丙烯(PP)等材料。
对于吸收率低的热塑性塑料，一是选择激光的种类;二是通过添加激光增敏剂(如炭黑等)，可以大大提高塑料对近红外激光的吸收率。通过对各种塑料材料对激光反射率和透过率的研究，可以解决激光焊接塑料的材料等问题。