塑料作為一種性能優(yōu)異的可再生非金屬材料，被日益廣泛地應(yīng)用在各行業(yè)的零部件設(shè)計(jì)、制造上，傳統(tǒng)的金屬部件越來越多地被擁有同樣工作性能的塑料部件替代。在汽車、航空航天、交通運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)，輕量化的需求尤其強(qiáng)烈，也催生了各種塑料產(chǎn)品代替金屬，同時(shí)對塑料零件之間的連接技術(shù)和質(zhì)量也提出了更高的要求。
一直以來塑料焊接是永久性連接塑料部件的最有效方法，傳統(tǒng)的塑料焊接工藝多為超聲波焊接、振動摩擦焊接、熱板焊接等，其痛點(diǎn)在于焊接方式有一定的局限，例如：焊接質(zhì)量較差、生產(chǎn)效率低、難于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜形狀焊接、環(huán)境污染嚴(yán)重、壽命短、后續(xù)處理等問題，這些問題一直以來困擾著塑料行業(yè)內(nèi)人士。
現(xiàn)如今隨著激光技術(shù)不斷創(chuàng)新，復(fù)合材料的不斷開發(fā)，塑料激光焊接的出現(xiàn)恰恰彌補(bǔ)了這方面的缺陷，并將以其明顯的優(yōu)勢逐步取代傳統(tǒng)的塑料連接方式。
與傳統(tǒng)的熱板焊接、摩擦焊接、超聲波焊接等技術(shù)相比，激光焊接技術(shù)的優(yōu)勢特點(diǎn)如下：



1 局部加熱、非接觸式焊接。無加工器械的磨損，不損基材，降低成本；
2 加工精度高，質(zhì)量好；
3 焊接過程清潔，無污染，綠色環(huán)保，特別適合對衛(wèi)生要求高的醫(yī)療行業(yè)；
4 解決了產(chǎn)品焊后凹陷的問題，產(chǎn)品焊后外觀優(yōu)良；
5 焊接速度快，自動化程度高，生產(chǎn)效率高；
6 激光傳輸可控，便于計(jì)算控制，可靈活應(yīng)用在各微小部件，達(dá)到其他焊接方法焊接不到的區(qū)域；
7 沒有形狀、尺寸的限制，大大提高了產(chǎn)品形態(tài)、外觀的設(shè)計(jì)自由度；
8 激光熱源能量密度高，可實(shí)現(xiàn)塑料接合面溫度的最佳化，保證焊接過程的高速和高精度化；
9 影響范圍小，產(chǎn)生的震動應(yīng)力和熱應(yīng)力小，產(chǎn)品穩(wěn)定性高，內(nèi)部組織老化速度更慢，使用壽命長等。

正是基于以上優(yōu)勢特點(diǎn)，使得塑料激光焊接技術(shù)在一些高焊接效率和高嚴(yán)格的外觀要求的場合具有非常明顯的優(yōu)勢并被廣泛應(yīng)用，例如汽車行業(yè)、醫(yī)療行業(yè)、家電行業(yè)、電子電器、照明行業(yè)等。


塑料激光焊接原理

兩種或兩種以上的（同種或異種）塑料部件，通過激光光束穿透上層透光材料，透射到下層吸光材料，兩部件受熱膨脹，激光能量被下層吸光部件吸收轉(zhuǎn)化為熱能，熔化其表面，再通過熱傳導(dǎo)，將熱能傳遞到上層透光部件上，在內(nèi)部膨脹力與外部夾具壓力的協(xié)同作用下產(chǎn)生充分熔合，完成上下部件的牢固焊接。激光光束和焊接部件的相對移動形成焊縫。其焊接原理如下圖所示：


兩種典型的塑料激光焊接結(jié)構(gòu)

根據(jù)焊接工藝需求的不同，焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以分為融塌結(jié)構(gòu)（Collapse）和非融塌結(jié)構(gòu)（No Collapse）設(shè)計(jì)兩大類。


對于變形較大的注塑件，一般適用于熔塌結(jié)構(gòu)，可彌補(bǔ)產(chǎn)品的變形對于焊接效果的影響。


對于產(chǎn)品焊接外觀、尺寸等有嚴(yán)格要求，同時(shí)注塑精度也有高要求的產(chǎn)品，一般適用于非熔塌結(jié)構(gòu)。