塑料激光焊接原理(塑料件激光焊接原理)

塑料焊接方法及影响因素

焊接技术是一种通过加热、高温或者高压的方式将两者连接到一起，形成一个整体。尤其是金属制品，它们质地坚硬，用其他连接方式无法将两部分牢固的粘接在一起，这就要靠焊接技术。相信很多人都看过金属制品的焊接，但是塑料焊接大家就鲜少看见。其实塑料焊接也是一种非常成熟的焊接技术，它是将两部分塑料制品通过技术溶解结合在一起。

塑料焊接特点

针对不易以热熔、超音波熔接之PE、PP，尼龙、PET等圆形或管状工件，做高速旋转与加压运动，使上下工件于极短时间内达到熔解结合之设计，此原理使得加工后之结合力有水密、气密之极高效果。

1.提供高扭力之运动装置，可由1马力至50马力的须求订做。

2.机构稳固，以防启动瞬停时之反作用力。

3.500台以上技术与市场经验。

焊接方法

塑料焊接，热板机，旋熔机按所采用的加热软化方式的不同，塑料焊接方法可分为通过外加热源软化、通过机械运动方式软化、和通过电磁作用软化几种。

外加热源

采用外加热源方式软化的焊接技术：热板焊接、热风焊接、热棒和脉冲焊接。

机械运动

采用机械运动方式软化的的焊接技术：摩擦焊接、超声波焊接。

电磁作用

采用电磁作用软化的焊接技术：高频焊接、红外线焊接、激光焊接。

影响因素

在进行焊接时，压力、时间、吸热量(熔融量)是确保焊接质量的三要素。

压力

对焊接表面施加适当的压力，焊接材料将由弹性向塑性过渡，还可以促进了分子相互扩散并挤去焊缝中的残余空气，从而增加焊接面密封性能。

时间

要有适当的热熔时间和足够的冷却时间。当热功率一定时，时间不够会出现虚焊，时间过长会造成焊件变形，熔渣溢出，有时还会在非焊接部位出现热斑(变色)。必须保证焊接面吸收足够的热量达到充分熔融的状态，才能保证分子间充分扩散熔合，同时必须保证足够的冷却时间使焊缝达到足够的强度。

熔融量

热熔时间和热功率协调调整才会得到最恰当的熔融量，保证足够的分子间融合，消除虚焊的现象。除了焊接设备和操作人员技能水平外，来之于塑料内部或外部的各种因素，对焊接质量有一定的影响，应当引起重视。

相信很多人在听到塑料焊接的时候会觉得不可思议，因为我们都知道金属焊接是因为金属的熔点很高，在焊接的时候不会破坏金属，但是塑料相对来说熔点并不高，焊接技术是如何进行的呢。当然，塑料焊接不同于金属焊接，虽然它们都是利用溶解结合的原理，但是所使用的焊接机械是不一样的，塑料焊接所使用的机械叫做音波焊机，安全可靠。

哪位高人知道塑料焊接的工艺流程啊！

塑料焊接工艺的分类

目前常用的塑料焊接工艺方法主要有四种：

1、热板焊接——通过热板加热后进行的焊接，将产品熔化后再取出热板，产品加压实现焊接；

2、超声波焊接——利用高频振动波传递到需要焊接的物体表面，在加压的情况下，摩擦生热进行产品的焊接；

3、振动摩擦焊接——两个塑料部件在一定的压力、振幅和频率下，相互接触摩擦。因摩擦产生热量，使得材料在焊缝界面处熔化。在压力下，熔融塑料从焊缝区域流出形成溢料。在振动停止后，熔融塑料层固化，并产生一个坚固的接头；

4、激光焊接——激光束通过光纤传输，然后直接集中在工件上，焊接熔化工件。如果焊接材料为塑料渗透焊接，则需要上塑料渗透焊接、下塑料吸收光、下塑料吸收激光，产生热熔工件，在一定压力下冷却，使两层材料熔化在一起，完成焊接过程。

激光焊接主要应用在精密塑胶电子元器件、无菌医学、食品医药、汽车等高科技领域，因为塑胶激光焊接技术本身的优势和特点。激光焊接广泛应用于手机零件（机壳、耳机座、USB座）、鼠标、连接件、开关、传感器等领域。因为激光焊接可以产生密封性，真空无菌产品在医疗器械和无菌环保设备领域也有不错的表现。

塑料焊接机的工作原理

一：超声波塑料焊接机的工作原理

超声波焊接原理是通过超声波发生器将50/60赫兹电流转换成15、20、30或40千赫兹电能。被转换的高频电能通过换能器再次被转换成为同等频率的机械运动，随后机械运动通过一套可以改变振幅的调幅器装置传递到焊头。焊头将接收到的振动能量传递到待焊接工件的接合部，在该区域，振动能量被通过摩擦方式转换成热能，将塑料熔化。超声波不仅可以被用来焊接硬热塑性塑料，还可以加工织物和薄膜。一套超声波焊接系统的主要组件包括超声波发生器，换能器/调幅器/焊头三联组，模具和机架。

二：旋转摩擦式塑料焊接机的工作原理

旋转摩擦式塑料焊接机一般用来焊接两个圆形热塑性塑料工件。焊接时，一个工件被固定在底模上，另一个工件在被固定的工件表面进行自转运动。由于有一定的压力作用在两个工件上，工件间摩擦产生的热量可以使两个工件的接触面熔化并形成一个禁固且密闭的结合。其中定位旋熔是在设定时间旋转，瞬间停在设定的位置上，成为永久性的熔合

三：热板焊接机的工作原理

热板焊接机主要通过一个由温度控制的加热板来焊接塑料件。焊接时，加热板置于两个塑料件之间，当工件紧贴住加热板时，塑料开始熔化。在一段预先设置好的加热时间过去之后，工件表面的塑料将达到一定的熔化程度，此时工件向两边分开，加热板移开，随后两片工件并合在一起，当达到一定的焊接时间和焊接深度之后，整个焊接过程完成。

四、激光塑料焊接机的工作原理

激光焊接机的工作原理是使光/激光射线穿过一个塑料件照射在另一个塑料件表面（即焊接面）；焊接面在充分吸收光束能量后，受热并熔化；此时通过对两个塑料件施加一个可以调节的夹紧力，使其紧密地结合在一起。和其他的现有塑料焊接工艺相比，激光焊接工艺的优势在于光/激光射线可以同时加热并焊接整个焊接面，焊接效果更显着。四、线性振动摩擦焊接机的工作原理线性振动摩擦焊接利用在两个待焊工件接触面所产生的摩擦热能来使塑料熔化。热能来自一定压力下，一个工件在另一个表面以一定的位移或振幅往复的移动。一旦达到预期的焊接程度，振动就会停止，同时仍旧会有一定的压力施加于两个工件上，使刚刚焊接好的部分冷却、固化，从而形成紧密地结合。

五、轨道式振动摩擦焊接机的工作原理

轨道式振动摩擦焊接是一种利用摩擦热能焊接的方法。在进行轨道式振动摩擦焊接时，上部的工件以固定的速度进行轨道运动——向各个方向的圆周运动。运动可以产生热能，使两个塑料件的焊接部分达到熔点。一旦塑料开始熔化，运动就停止，两个工件的焊接部分将凝固并牢牢的连接在一起。小的夹持力会导致工件产生最小程度的变形，直径在10英寸以内的工件可以用应用轨道式振动摩擦进行焊接。

塑料焊接的焊接方法

塑料焊接，热板机，旋熔机按所采用的加热软化方式的不同，塑料焊接方法可分为通过外加热源软化、通过机械运动方式软化、和通过电磁作用软化几种。 采用外加热源方式软化的焊接技术：热板焊接、热风焊接、热棒和脉冲焊接；

1.热板焊接可能是最简单的塑料焊接技术，但这种方式特别适合于需要大面积焊接面的大型塑料件的焊接，一般是平面电热板将需焊接的两平面熔融软化后迅速移去电热板合并两平面并加力至冷却。这种方法焊接装置简单，焊接强度高，制品、焊接部的形状设计相对来说比较容易。但由于热板产生的热量使制品软化，周期较长；熔融的树脂会粘附到电热板上且不易清理（电热板表面涂F4可减轻这种现象），时间长了形成杂质影响粘接强度；需严格控制压力和时间保证适当的熔融量；当不同种类的树脂或金属与树脂相接合进，会出现强度不足的现象。

2.热风焊接当热风气流直接吹向接缝区时，导致接缝区与母材同材质的填充焊丝熔化。通过填充材料与被焊塑料熔化在一起而形成焊缝。这种焊接方法焊接设备轻巧容易携带，但对操作者的焊接技能要求比较高。

3.热棒和脉冲焊接这两项技术主要用在连接厚度较小的塑料薄膜的焊接。并且这两种方法相似，都是将两片薄膜紧压在一起，利用热棒或镍铬丝产生的瞬间热量完成焊接。 采用机械运动方式软化的的焊接技术：摩擦焊接、超声波焊接；

1.摩擦焊接：按运动轨道可分为直线型和旋转型；直线型可用于直线焊缝的焊接和平面焊接的焊接，旋转型可用于圆形焊缝的焊接。在利用压力下的两部分在磨擦过程中产生的磨擦热量使接触部分的塑料熔融软化，对正固定直到凝结牢固。

2.超声波焊接：使用高频机械能软化或熔化接缝处的热塑性塑料。被连接部分在压力作用下固定在一起，然后再经过频率通常为20或40千赫的超声波振动，换能器把大功率振动信号，转换为相应的机械能，施加于所需焊接的塑料件的接触界面，焊件接合处剧烈擦瞬间产生高热量，从而使分子交替熔合，从而达到焊接效果。 超声波焊接过程很快，焊接时间不到一秒，并且很容易实现自动化，在电子、电器、汽车零件、塑料玩具、文具用品、日用品、工艺品、化妆品等各个行业广泛应用。 运动方式焊接是一种自动焊接过程，都需要专用焊接设备。一旦确定了正确的焊接参数，操作工即可稳定生产。其优点是：快速、灵活、焊接过短稳定且不需焊剂或保护气体，也不产生有害气体或熔渣，产品焊接质量有保证。 采用电磁作用软化的焊接技术：高频焊接、红外线焊接、激光焊接；

1.高频焊接：利用电磁感应原理高频感应加热技术，穿透塑料制品对埋藏于塑料件内部的感应体或磁性塑料产生感应加热，被焊塑料在快速交变电场中可以产生热量而使需焊接部位迅速软化熔融，继而填充接口间隙，并以完善的机械装置辅助达到完美焊接。产生高频感应的最为常用的方法是，利用高频电流通过线圈，从而得到一个强大的高频磁场。感应体（即发热体）一般为铁、铝、不锈钢等材料，但也使用通过添加磁性物质加工而成的磁性复合塑料。通过这种方法焊接制作的产品包括文具夹，可充气物品，防水衣和血袋等。

2.红外线焊接：这项技术类似于电热板焊接，将需要焊接的两部分固定在贴近电热板的地方但不与电热板接触。在热辐射的作用下，连接部分被熔融，然后移去热源，将两部分对接，压在一起完成焊接。这种方式不产生焊渣、无污染，焊接强度大，主要用于PVDF、PP等精度要求很高的管路系统的连接。

3.激光焊接：20世纪70年代，激光开始被应用到塑料焊接上。它的原理是将激光产生的光束（通常存在于电磁光谱红外线区的集束强辐射波）通过反射镜、透镜或光纤组成的光路系统，聚焦于待焊接区域，形成热作用区，在热作用区中的塑料被软化熔融，在随后的凝固过程中，已融化的材料形成接头，待焊接的部件即被连接起来，通常用于PMMA、PC、ABS、LDPE、HDPE、PVC、PA6、PA66、PS等透光性好的材料，在热作用区添加碳黑等吸收剂增强吸热效果。塑料激光焊接的优点较多：焊接速度快、精度高；自动化、精密数控容易实现；成本相对较低。因此，塑料激光焊接技术在汽车、医疗器械、包装等领域得到了比较广泛的应用。

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