激光焊接技术需要注意什么（非常通俗实用的塑料激光焊接技术讲解）

塑料激光焊接可分为两种：透射焊和直接焊。其中透射焊是最常用的热塑性材料的焊接方式。大多数塑料在其自然条件下，在可见光和近红外波长下是透明或半透明的，可通过添加适当比例的着色剂来吸收光源。

在透射焊（LTW）中通常使用Nd YAG、二极管和光纤激光器，其波长在0.8um-1.1um之间。其中，光纤激光器综合效果最佳。

在众多焊接工艺参数中，激光焊接热源分布的选择至关重要。焊接热源分布常见有两种：顶帽光束和高斯光束。

对于相同的功率，高斯光束的峰值强度是顶帽光束的两倍。因此，高斯光束可能导致焊缝中部过热，严重时导致塑料的降解，同时高斯光束具有更宽的热影响区。顶帽光束相对更加有效，在达到能量要求的同时，减少浪费。在实际的应用过程中，可采用光束整形器，将典型的高斯光束转为矩形顶帽光束。

焊接能量在焊接过程中的反射、透射、散射、吸收取决于塑料基体的组成和激光的波长。塑料基体中不同成分，如增强剂、冲击改性剂、矿物填料、热稳定剂都会影响光的传播。

除了上述塑料成分外，焊接前的条件，如塑料零件的含水量和装配界面的间隙，也会影响焊接质量。

当塑料部件在焊接期间被加热时，塑料部件中存在的水分蒸发，导致“气穴”。气穴如果发生在焊缝处，则会影响焊接强度。如果远离焊缝，则不会对强度产生不利影响。同时，在干燥条件下的焊接试样在焊接区或基材上表现脆性断裂，而含水量较高的试样在焊接区表现出韧性断裂，这是因为塑料中的水分作为增塑剂，提高了材料韧性。

透射焊依赖于从激光吸收能量，通过透明聚合物部件进行热传导。因此成功焊接的一个主要参数就是匹配部件之间的气隙。焊接强度随零件的间隙增大而减少。

在实际应用过程中，通过缓慢加热来增加材料的热应变，并通过选择适当的参数组合来控制热分布，这将导致体积膨胀，使得该过程能够补偿一定的气隙。也可以通过较大的夹紧力来有效提高焊接强度。

塑料激光焊接的种类繁多，有轮廓焊、同步焊、类同步焊的等等

传统的透射焊是将吸光塑料和透光塑料焊接在一起，两个透明塑料或者两个吸光塑料焊接是一个挑战。

最后，塑料激光焊接的应用已经非常广泛且日益成熟。在新能源电驱系统领域的激光焊接，影响焊接质量的因素繁多，重点关注如下：透光率、含水量、速度、能量、光斑大小，零件表面质量。

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