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熱塑材料的激光焊接技術熱塑材料的激光焊接技術
根據分子結構塑料可分為三種：熱塑材料，熱固材料和合成橡膠。目前對熱塑材料激光焊接的研究和應用比較多，下面我們就從三個方面簡單講述針對熱塑材料的激光焊接技術和研究進展。
自從激光問世，人們就開始研究如何把激光作為工具來對材料進行加工。早在上個世紀70年代，汽車工業就開始嘗試用激光來進行材料加工。在工業上第一個用激光進行塑料焊接實際應用的是1998年Marquardt公司用半導體激光器批量制造電子汽車鑰匙，黑色聚合物(PA)材料的鑰匙蓋子被焊接到同樣是黑色但對激光波長透明的PA鑰匙殼上。
一.激光焊接的流程和方法
激光對熱塑材料的焊接主要是采用激光透射焊接的方法。此方法對被焊接的兩種材料性質有一定的要求，也就是上面的熱塑層對采用的激光波長是透明的，而下面的熱塑層能吸收激光能量。激光束透過透明的上層材料到達下層材料，下層材料的表面因吸收激光能量而熔化，此時在一定的壓力下兩種材料通過分子聯接而被焊接在一起。由于激光是非機械接觸的聚焦在下層材料的表面，激光引起的熱效應是局域的，所以此方法可避免對被焊接材料的機械和熱損傷。目前熱塑材料總加工的20%左右是基于激光焊接的。
根據不同的焊接任務和要求激光焊接的流程大致有以下幾種。
輪廓焊接是最簡單，目前使用最廣的焊接流程。上海激光焊接機在焊接時激光束通過光學系統和振鏡在被焊接的物體上移動或者激光束靜止而被焊接物體移動。激光與被焊接物體之間的相互作用時間取決于光束焦點尺寸和移動速度，既而影響焊接時間和效果。輪廓焊接是一種非常靈活的焊接流程，可實現復雜的三維焊接，在包裝行業里有廣泛的應用。
掩模焊接是一種借助掩模，基于輪廓焊接或著同步焊接方法的流程，其原理與芯片制造上的光刻技術相似。這種流程主要使用在復雜的幾何焊接圖案上，最小接縫寬度大于100μm。掩模往往是由薄片或金屬化的玻璃制成。由于制作掩模比較繁瑣，所做的掩模只針對一個焊接幾何圖案，所以掩模焊接往往缺乏靈活性，但適合大批量的焊接加工。
準同步焊接是一種把輪廓焊接和同步焊接結合起來的流程。激光束通過振鏡以極快的最高達10m/s的速度在焊縫上移動并且多次重復掃描，使得整個焊接區域同時熔化，效果與同步焊接相似。通過同步熔化過程使得準同步焊接和同步焊接方法一樣適合于具有大縫隙的兩個相鄰部件的搭橋焊接。
在同步焊接中激光束同時照射焊接區域，從而明顯減少了焊接處理時間，并允許搭橋焊接具有大縫隙的兩個相鄰部件。與輪廓焊接相比由于更長的激光作用時間使通過同步焊接方法焊接的部位更加牢靠。
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