一种塑料的激光焊接方法技术

本发明专利技术涉及一种塑料的激光焊接方法，包括：将两个不透光塑料工件对接，使两塑料工件的表面平齐，并在二者表面覆一平面玻璃以至少对两塑料工件的接缝处施与平面压力；采用可穿透平面玻璃的红外激光照射在接缝处，使两塑料工件熔化粘接，红外激光为连续激光，激光波长为700～1500nm，离焦量为负离焦；将平面玻璃与两塑料工件分离，获得所需产品。本发明专利技术采用不透光塑料作为加工对象进行对接拼焊，采用波长为700～1500nm的红外激光进行负离焦式焊接，焊接效果可控并且能获得较高的焊接质量，扩大了塑料激光焊接的可适用范围，而且能显著地降低加工成本；采用平面玻璃，在便于激光通过的同时，其施与的平面压力能显著地提高焊缝质量，使焊缝平滑整齐更牢固。使焊缝平滑整齐更牢固。使焊缝平滑整齐更牢固。

【技术实现步骤摘要】
一种塑料的激光焊接方法


[0001]本专利技术涉及一种塑料的激光焊接方法。

技术介绍

[0002]塑料具有制造成本低、耐腐蚀、绝缘性好、易加工、使用寿命长等优良特性，近些年的发展更是已经与钢材、水泥、木材等基础材料并行成为新型人造材料，在医疗、机械、食品、农业、航空等领域的应用日益广泛。随着塑料的发展，对其二次连接势在必行，传统的塑料焊接方式有超声波焊接、摩擦焊接、振动焊接、热板焊接、热气焊接、植入焊接等，其中：超声波焊接、摩擦焊接、振动焊接虽然工艺简单、重复性强，但容易产生碎屑、印记等，降低了塑料的性能；热板焊接、热气焊接、植入焊接对操作人员要求高且容易破坏塑料的一致性。
[0003]目前，激光焊接技术已应用于塑料焊接，一般采用透射激光焊接方式，即激光束通过上层透明塑料材料，被下层塑料材料吸收，激光能量被吸收使得下层材料温度上升，熔化上、下层的塑料。该方法具有效率高、精密度高、密封性好、热影响小等优点，也同样存在着一些问题：(1)对试样塑料的材料本身要求较多，为搭接结构，需满足上层试样透光率较高(至少达到20％)，下层试样对激光吸收能力强这一基本要求；(2)对于下层试样，若想增加对激光的吸收能力，需采用添加剂(如碳黑)或表面涂层的方法实现，但不能焊接有较多填料或较厚的塑料，对添加剂使用的多少及材料的厚度要求较高，这增加了塑料焊接的复杂性，适用范围也较小。

技术实现思路

[0004]本专利技术涉及一种塑料的激光焊接方法，至少可解决现有技术的部分缺陷。
[0005]本专利技术涉及一种塑料的激光焊接方法，包括：
[0006]将两个不透光塑料工件对接，使两塑料工件的表面平齐，并在二者表面覆一平面玻璃以至少对两塑料工件的接缝处施与平面压力；
[0007]采用可穿透所述平面玻璃的红外激光照射在接缝处，使两塑料工件熔化粘接，所述红外激光为连续激光，激光波长为700～1500nm，离焦量为负离焦；
[0008]将所述平面玻璃与两塑料工件分离，获得所需产品。
[0009]作为实施方式之一，其中一个塑料工件的表面采用台阶结构，另一塑料工件搭接在该台阶结构的台阶面上。
[0010]作为实施方式之一，对至少其中一个塑料工件施与预压紧作用力，以便在激光照射之前使两塑料工件的对接面贴合。
[0011]作为实施方式之一，控制所述红外激光的摆动幅度和摆动频率，以实现激光束的摆动焊接。
[0012]作为实施方式之一，对焊缝区进行多次激光照射，以达到设定熔深。
[0013]作为实施方式之一，所述红外激光由半导体激光器发出，激光器功率为600～800W。
[0014]本专利技术至少具有如下有益效果：
[0015]本专利技术提供的塑料的激光焊接方法，采用不透光塑料作为加工对象进行对接拼焊，采用波长为700～1500nm的红外激光进行负离焦式焊接，激光能量汇聚到两塑料工件的交界处并被两塑料工件表面吸收，使两塑料工件熔化粘接，焊接效果可控并且能获得较高的焊接质量，产品返工率低；相较于传统塑料激光加工方案，本方法无需采用搭接结构，不用使激光穿透材料上层结构让下层结构吸收，无需采用添加剂，避免了因添加剂的量不同导致的焊接深度不稳定等情况，扩大了塑料激光焊接的可适用范围，而且能显著地降低加工成本。采用平面玻璃，在便于激光通过的同时，该平面玻璃施与的平面压力能显著地提高焊缝质量，使焊缝平滑整齐更牢固。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0017]图1为本专利技术实施例提供的塑料的激光焊接方法的示意图。
具体实施方式
[0018]下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0019]如图1，本专利技术实施例提供一种塑料的激光焊接方法，包括：
[0020]将两个不透光塑料工件1对接，使两塑料工件1的表面平齐，并在二者表面覆一平面玻璃2以至少对两塑料工件1的接缝处施与平面压力；
[0021]采用可穿透所述平面玻璃2的红外激光照射在接缝处，使两塑料工件1熔化粘接，所述红外激光为连续激光，激光波长为700～1500nm，离焦量为负离焦；
[0022]将所述平面玻璃2与两塑料工件1分离，获得所需产品。
[0023]可以理解地，区别于常规的两个塑料工件1搭接焊的方式，本实施例中，上述两个塑料工件1之间采用的是对接拼接焊的方式；两塑料工件1之间的对接方式与常规对接焊接方式无异，以该两个塑料工件1水平放置为例，塑料工件1表面与水平面平行，两个塑料工件1的对接面均平行于竖向，所形成的接缝也平行于竖向，两个对接面是正对的，二者之间可采用贴合接触方式，也可采用间隔设置方式。
[0024]本实施例中，两个塑料工件1的对接面优选为是贴合接触的，尽量使二者贴合无缝隙，可提高焊缝的牢固度和美观性，使激光加工成型产品不易损坏。优选地，在通过上述平面玻璃2施与平面压力的情况下，可进一步对至少其中一个塑料工件1施与预压紧作用力，以便在激光照射之前使两塑料工件1的对接面贴合；该预压紧作用力可通过工件夹具实现，通过工件夹具夹紧待焊工件为焊接领域常规技术，此处不作赘述，一般地，上述预压紧作用力的方向垂直于上述接缝。
[0025]上述平面玻璃2覆于两塑料工件1表面之后，可通过压块等构件压紧该平面玻璃2，可达到对两塑料工件1的接缝处施与平面压力的目的，当平面玻璃2面积足够时，该平面玻璃2可均匀地对两个塑料工件1的表面全域施与平面压力。
[0026]进一步优选地，如图1，其中一个塑料工件1的表面采用台阶结构，另一塑料工件1搭接在该台阶结构的台阶面上。为便于描述，在该台阶结构中，包括第一阶梯面、第二阶梯面和衔接两个阶梯面的转接面，其中，第一阶梯面为该塑料工件1的顶面(也即由平面玻璃2压紧的表面)，则另一塑料工件1承托在第二阶梯面上，上述转接面即构成为对应塑料工件1的对接面，另一塑料工件1的对接面即与该转接面贴合。基于上述结构，一方面便于两个塑料工件1之间的定位，可相应地提高焊接质量；另一方面，可便于不同规格的塑料工件1之间的焊接操作，例如两个塑料工件1厚度/高度不同时，采用上述台阶结构，能通过塑料工件1自身结构的变化，使两塑料工件1的表面保持平齐，从而提高焊接质量。
[0027]进一步优选地，在上述设有台阶结构的方案中，当台阶高度(即上述转接面的高度)大于预设焊缝深度时，可在该转接面或另一塑料工件1的对接面上贴设导热铜片，该导热铜片宜位于预设焊缝区以下，在对塑料工件1表面进行激光照射形成熔池后，熔池热量可经上述导热铜片传递给本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种塑料的激光焊接方法，其特征在于，包括：将两个不透光塑料工件对接，使两塑料工件的表面平齐，并在二者表面覆一平面玻璃以至少对两塑料工件的接缝处施与平面压力；采用可穿透所述平面玻璃的红外激光照射在接缝处，使两塑料工件熔化粘接，所述红外激光为连续激光，激光波长为700～1500nm，离焦量为负离焦；将所述平面玻璃与两塑料工件分离，获得所需产品。2.如权利要求1所述的塑料的激光焊接方法，其特征在于：其中一个塑料工件的表面采用台阶结构，另一塑料工件搭接在该台阶结构的台阶面上。3...

【专利技术属性】
技术研发人员：江硕，江柏霖，刘承杰，李芷菲，张坤，王建刚，
申请(专利权)人：深圳华工激光设备有限公司，
类型：发明
国别省市：