大族雷射:雷射技術在塑料焊接應用

6月14日，由中國高科技門戶OFweek維科網及高科會主辦，OFweek雷射網承辦的「OFweek 2019（第十五屆）中國雷射技術及工業應用論壇」在深圳前海華僑城JW萬豪酒店正式舉辦。

在本次雷射技術及工業應用論壇上，大族雷射精密焊接事業部特種焊接項目總監陸雲波帶來了「雷射技術在塑料焊接應用」的主題演講。他為大家介紹了塑料雷射焊接原理、工藝研究、產品應用、透明塑料無痕焊接技術等內容。

大族雷射精密焊接事業部特種焊接項目總監陸雲波

以下為陸雲波總監的發言內容，OFweek雷射網編輯做了不改變原意的整理及編輯。

演講原文：

大家各位來賓，各位朋友，大家下午好！

我是大族雷射精密焊接事業部陸雲波，今天我演講主題是雷射技術在塑料焊接應用，首先要感謝OFweek平臺組織這樣活動，讓業界同行之間能夠從理論、應用上進行互動與交流。

近幾年，隨著技術的不斷升級，塑料的雷射焊接對未來是增長的趨勢。我今天演講的內容主要分為四個部分，第一部分是關於塑料雷射焊接原理，工藝研究以及檢測方法；第二部分是關於塑料雷射焊接行業應用，包括3C、汽車配件、醫療器械等；第三部分是透明塑料無痕焊接技術，是大族雷射革命性的技術。最後一部分是簡單介紹一下大族雷射。

塑料雷射焊接原理

左邊這個圖是雷射的透射焊接。顧名思義，它就是兩種材料疊加，在夾具的作用下，雷射透過上層材料，被下層材料吸收，然後通過一種熱傳導的方式，使上層材料和下層材料融合在一起。右邊這個圖是我們新的技術突破，就是針對於透明塑料做到拼接焊。塑料在拼接上難度非常大，我們實現了透明塑料的拼接焊，也是為醫療行業上專門做了工藝的研究。

塑料的傳統焊接和雷射焊接對比

在傳統焊接方面，熱板焊接用的很少，前幾年應用最多的就是振動摩擦焊接、超聲波焊接，這兩種都是振動焊接，工件在接觸材料表面進行高頻的振動，通過摩擦達到它的熔點，然後融合，這種技術有很多的缺陷，它是接觸式的，還有震動、融合，容易產生缺陷，而且時間長了會產生疲勞，零件就容易脫落，它的機械應力比較大，這就嚴重影響氣密性。

雷射焊接塑料就有效避免這些不良因素。一是它是非接觸，二是焊接強度高，不容易失效，減少風險。在汽車配件行業，這兩年雷射焊接基本全部替換超聲波焊接。雷射焊接生產的柔性會更好，對工人的工作環境也比較好，而超聲波焊接的工作環境是特別差。

前些年，雷射有些技術沒有突破，而且雷射器價格比較高，相比傳統焊接，一次性投入較大，可能不是很快產生效益。但是現在雷射的經濟優勢就凸顯出來了，雷射焊接塑料，它可以降低設計人員對產品的設計難度。目前，很多的產品（包括日用產品、3C產品等）都對加工精度、美學外觀的要求非常高，就決定了應用雷射焊接技術。

塑料雷射焊接的相容性、融合溫度、匹配性越接近，它的效果就越好。塑料雷射焊接應用方式和金屬焊接不太一樣，包含輪廓焊接、準同步焊接、同步焊接。首先介紹一下輪廓焊接，雷射頭、雷射束沿著產品的輪廓去運動，雷射頭移動平臺沿著軌跡進行焊接，它是逐步完成的。

準同步焊接應用最廣泛，在汽車汽車配件行業，它是通過裡面XY高頻的振鏡，它的核心就是對兩種材料塑料焊接塌陷的控制。輪廓焊接會產生較大的內應力，這個內應力就會影響到物體的密封性。而準同步是高速的一種掃描方式，而且配合現在控制，所以它能夠有效地消除內應力。在這個基礎上，大族雷射結合自己外光路技術，開發出來3D同步塑料焊接技術。這個技術在很多曲面產品上已經有實際的應用，空間曲線可以完成焊接軌跡。

同步焊接主要應用在汽車車燈、醫療行業。同步焊接是多光束，經過光學整形呈現焊接軌跡的光斑，它的特性是減小內應力。因為要求比較高，整個價格也比較高，所以在醫療方面應用非常廣泛。

在塑料雷射焊接領域，除了焊接技術，我們還有一些配套，比如說檢測技術，材料的特性對焊接的效果會產生非常大的影響，我們自己研發的透光率測試儀、氣密級檢測設備。