激光焊接应用于新材料

塑料激光焊接应用 激光焊接是一项无振动焊接技术，因此它特别适合用于鼠标、移动电话、连接器等加工精密的电子元器件，以及那些需要以更清洁的方式来熔接的复杂部件，例如含有线路板的塑料制品、医疗设备等。
在汽车工业中，激光焊接塑料技术可用于制造很多汽车零部件，如自动门锁、无钥匙进出设备、燃油喷嘴、变档机架、发动机传感器、驾驶室机架、液压油箱、过滤架、前灯和尾灯等。其它汽车方面的应用还包括进气管光歧管的制造以及辅助水泵的制造。 在医学领域，激光焊接技术可用于制造液体储槽、液体过滤器材、软管连接头、造口术袋子、助听 器、移植体、分析用的微流体器件等。 
激光还可以将塑料薄膜焊接在一起，它沿着薄膜的边缘移动，通过粘接作用形成一个包装用的封体结构。操作过程可以完成的非常快。TWI的资料显示，使用100 W的二氧化碳激光，可以每分钟100米的速度焊接100微米的聚乙烯薄膜。
新材料激活激光焊接应用
研究表明，聚合物对近红外线激光的透射率至少达到20-50%，采用激光焊接技术才能获得优良的焊接效果。绝大多数本色塑料和很多有色半透明塑料，都能够达到此透光率要求，换句话说，激光焊接可以应用于绝大部分塑料。
另一方面，塑料对近红外线激光的吸收率也是影响激光焊接效果的重要因素。大多数热塑性塑料可通过加入适量的炭黑，大幅提高其对激光的吸收率，但是对一些材料而言，激光焊接的应用还存在一定局限性。例如，如果两种材料均为透明或者白色，近红外线激光都能透射通过，致使材料对近红外线激光的吸收极低，在这种情况下即不能采用激光焊接。另一个典型例子是PPS和LCP塑料，两种材料对近红外线激光的透射率很低，若光两种材料同时填充炭黑，则由于激光无法穿透而无法激光焊接。此外，许多矿物填充的化合物，也不适宜用激光来焊接。
为克服激光焊接的这些局限性，一些塑料生产商积极研究开发有助于改善激光透射率及吸收率的新材料，并取得了可喜的进展，为激光焊接技术带来更广阔的应用前景。
Clearweld激光焊接工艺
Clearweld激光焊接工艺是Gentex公司的一项专利技术，其关键在于大大提高了激光能量吸收的新材料。一般塑料激焊接中，常采用在熔接部件中添加碳黑的方法以增加熔接部件对近红外线激光吸收，然而，碳黑的使用限制了塑料制品的色彩。Clearweld工艺则采用了极易吸收近红外线激光的无色Clearweld材料(净焊材料)，通过在待焊接部件表面涂敷一层极薄的Clearweld材料，或者将Clearweld材料混合于将要模注成型的树脂中，在激光焊接过程中，Clearweld材料作为Nd:YAG或二极管激光器的焦点，将激光能量高效转换为热量，以加热熔接基底材料，实现快速高质量焊接。
采用波长为808 nm至980 nm的近红外二极管激光器，或波长1064 nm的Nd:YAG激光器进行激光焊时，可以考虑使Clearweld材料。采用吸收剂涂层工艺，应选择940 nm至1064 nm波长激光器，而采用添加吸收剂的树脂，于整个近红外频谱的激光器均可使用。
Clearweld净焊材料吸收剂涂层，可以通过工业喷墨打印机或喷射系统喷到接合面。
Clearweld工艺使可以进行激光焊接的领域得以扩展，各种刚性或软质塑料、透明的或不透的，甚至各种颜色不透明的塑料制品，都可以通过激光焊接进行熔接。
此外，Clearweld工艺还提供了更好的设计、工程及制造灵活性，用户可以选择更丰富的色彩，焊接的实现也更容易、更具经济性。
实际应用中哪种焊接方法最为理想，需要根据产品设计与制造的具体要求、参考“各种塑料焊接工艺比较”而确定。