幾乎所有的熱塑性塑料和熱塑性彈性體都可使用激光焊接技術(shù)。常用的焊接材料有PP、PS、PC、ABS、聚酰胺、PMMA、聚甲醛、PET以及PBT等。而其它的一些工程塑料等,由于具有較低的激光透過率而不能直接使用激光焊接技術(shù),一般在底層材料上加入炭黑,以便材料能吸收足夠能量,從而滿足激光透射焊接的要求進(jìn)行焊接。塑料的激光焊接是與對(duì)材料要求的提高相關(guān)聯(lián)的,這些新的要求通常很難完成。所謂的激光透射焊接一方面要求激光輻射能穿透零件,另一方面要求零件有很強(qiáng)的吸收性能。重要的是,在2個(gè)焊接件之間要避免產(chǎn)生裂縫。在激光焊接過程中,吸收性的零件升溫并且局部熔化,通過熱傳導(dǎo)將能量傳遞到透光的零件,在外部的壓力下2個(gè)零件結(jié)合在一起。所吸收的近紅外線激光轉(zhuǎn)化為熱能,將兩個(gè)部件的接觸表面熔化,最終形成焊接區(qū)。這種焊接方法能夠形成超過原材料強(qiáng)度的焊接縫。
目前激光焊接機(jī)普遍使用的塑料焊接技術(shù)主要有振動(dòng)摩擦焊接、熱板式塑料焊接及超聲波焊接等,主要用于連接敏感性塑料制品(含有線路板)、具有復(fù)雜幾何形狀的塑料件以及有嚴(yán)格潔凈要求的塑料制品(醫(yī)療設(shè)備)等。應(yīng)用激光焊接熔接塑料部件,其優(yōu)點(diǎn)有:焊接縫尺寸精密、不透氣及不漏水;焊接牢固,可以得到高精度的焊接件。在焊接過程中樹脂降解少、產(chǎn)生碎屑少,不會(huì)出現(xiàn)飛邊,部件表面能夠精密連接;焊接設(shè)備不需要和被黏結(jié)的塑料零部件相接觸,與其他熔接方法比較,大幅減少制品的振動(dòng)應(yīng)力和熱應(yīng)力;最小化熱損壞和熱變形,可以將不同組成或不同顏色的樹脂黏結(jié)在一起;可焊接尺寸極小或外形結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件,對(duì)有些復(fù)雜零件甚至可以進(jìn)行“穿透焊接”;無振動(dòng)技術(shù)能產(chǎn)生氣密性的或者真空密封結(jié)構(gòu);能夠?qū)⒍喾N不同塑料焊接起來,而其他焊接方法有較大限制;設(shè)備自動(dòng)化程度高,能方便用于復(fù)雜塑料零部件加工。擅長焊接具有復(fù)雜外形(甚至是三維)的制品;能夠焊接其他方法不易達(dá)到的區(qū)域。由于激光焊接具有上述優(yōu)點(diǎn),所以特別吸引那些尋求更清潔的方式來熔接復(fù)雜部件的加工商,如含有線路板的塑料制品、醫(yī)療設(shè)備等。
激光焊接技術(shù)是用通常存在于電磁光譜紅外線區(qū)的集束強(qiáng)輻射波熔化接頭區(qū)的塑料。所用激光的類型和塑料的吸收特性決定焊接的程度。激光焊接也極大地減小了制品的振動(dòng)應(yīng)力和熱應(yīng)力。比采用其它連接方式所產(chǎn)生的振動(dòng)應(yīng)力和熱應(yīng)力小,意味著制品或者裝置的內(nèi)部組件的老化速率更慢。這為將激光焊接應(yīng)用于易損壞的制品(如電子傳感器)提供了機(jī)會(huì)。