一种透明塑料薄膜的激光焊接方法技术

本发明专利技术公开了一种透明塑料薄膜的激光焊接方法，包括以下步骤：(1)提供金属片、待焊接的第一塑料薄膜和第二塑料薄膜；(2)在金属片的一表面涂覆激光吸收剂，并对其进行干燥；(3)待激光吸收剂完全凝固之后，将待焊接的第一塑料薄膜、第二塑料薄膜以及干燥后的金属片依次叠放在夹具内；(4)对夹具施加夹紧力，使得第一塑料薄膜、第二塑料薄膜、金属片固定住；(5)启动激光器，激光器产生的激光光束在金属片上完成光热转化，生成的热量将第一塑料薄膜和第二塑料薄膜融化形成连续焊缝；(6)对夹具进行控温。本发明专利技术能够快速高效的完成光热转化；能够形成稳定焊接接头；夹具上设置有控温循环流道，提高焊接质量；焊接件绿色环保。焊接件绿色环保。焊接件绿色环保。

【技术实现步骤摘要】
一种透明塑料薄膜的激光焊接方法


[0001]本专利技术涉及薄膜焊接
，尤其涉及一种透明塑料薄膜的激光焊接方法。

技术介绍

[0002]目前塑料薄膜在食品包装、医疗器械以及化工等领域具有广泛的应用，但是由于受到塑料薄膜厚度(＜0.5mm)的限制，常见的振动摩擦焊和超声波焊等焊接技术制备的焊接件普遍存在熔深大和熔池分布不均匀的缺陷，这些缺陷将导致焊接产品连接质量不稳定、外观质量差等问题。对于成型温度高、热稳定性强的塑料薄膜(如聚芳砜、聚四氟乙烯等)，由于分子链中具有苯环等刚性侧基，流动性较差，通常相关材料的焊接工艺区间较窄，这导致焊接工艺复杂而且调控难度大，因此焊接件内部存在诸多缺陷。
[0003]目前常用的塑料薄膜连接方法为化学粘合和热板焊，粘合剂的使用引入化学物质，降低了产品的绿色环保性。热板焊接技术适用于大尺寸的器件，难以实现小尺寸部件对特定位置的精准焊接。激光透射焊接技术虽然具有效率高，焊接件残余应力小，焊接质量稳定以及作用位置精准的优势，但是激光透射焊接透明塑料薄膜过程中存在的问题如下：(1)高透光率特征，极大地限制了激光的光热转化效率；(2)激光透射焊接过程中小的薄膜厚度极易导致熔池的深度超过薄膜厚度，进而导致焊接制品表面质量差；(3)对于具有较高成型温度和热稳定性的聚合物，焊接过程中存在可加工温度区间窄，焊接过程调控难度大。

技术实现思路

[0004]针对现有技术不足，本专利技术的目的在于提供一种透明塑料薄膜的激光焊接方法。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术一实施例提供的技术方案如下：
[0006]一种透明塑料薄膜的激光焊接方法，包括以下步骤：
[0007](1)提供金属片、待焊接的第一塑料薄膜和第二塑料薄膜；
[0008](2)在金属片的一表面涂覆激光吸收剂，并对其进行干燥；
[0009](3)待激光吸收剂完全凝固之后，将待焊接的第一塑料薄膜、第二塑料薄膜以及干燥后的金属片依次叠放在夹具内；
[0010](4)对夹具施加夹紧力，使得第一塑料薄膜、第二塑料薄膜、金属片固定住；
[0011](5)启动激光器，激光器产生的激光光束在金属片上完成光热转化，生成的热量将第一塑料薄膜和第二塑料薄膜融化形成连续焊缝；
[0012](6)对夹具进行控温。
[0013]作为本专利技术的进一步改进，所述步骤(1)中，金属片的材质为铜或铝。
[0014]作为本专利技术的进一步改进，所述金属片的厚度为0.1mm～0.3mm。
[0015]作为本专利技术的进一步改进，在所述步骤(1)之后、所述步骤(2)之前，对待焊接的第一塑料薄膜和第二塑料薄膜进行干燥，干燥温度为50℃～70℃，干燥时间为6h～8h。
[0016]作为本专利技术的进一步改进，所述步骤(2)中，激光吸收剂为有色染料或有机涂层。
[0017]作为本专利技术的进一步改进，所述步骤(2)中，对涂覆有激光吸收剂的金属片进行干
燥，干燥温度为50℃～70℃，干燥时间为3h～5h。
[0018]作为本专利技术的进一步改进，将涂覆有激光吸收剂的金属片放置到高温箱中进行干燥。
[0019]作为本专利技术的进一步改进，所述步骤(4)中，夹紧力的大小为5MPa～8MPa。
[0020]作为本专利技术的进一步改进，所述步骤(5)中，激光器为连续激光器，波长为800nm～1050nm，功率为25W～50W，焊接速度为4mm/s～8mm/s。
[0021]作为本专利技术的进一步改进，所述步骤(6)中，通过启动夹具内的水循环系统进行控温。
[0022]本专利技术的有益效果是：
[0023](1)金属片的其中一个表面涂覆有激光吸收剂，可以快速高效的完成光热转化，局部形成高温区，为被焊接薄膜局部熔融提供足够的温度水平。
[0024](2)利用金属片高的热导率，而且金属片在厚度方向上极短的热量传递路径可以保证激光作用区域下的塑料薄膜快速融化形成稳定焊接接头。
[0025](3)夹具上设置有控温循环流道，避免金属片上产生的热量在宽度方向的传递导致焊缝宽度增加，提高焊接质量。
[0026](4)焊接过程中不需要在塑料薄膜上添加第三种物质，焊接件绿色环保。
附图说明
[0027]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中记载的一些实施例，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他的附图。
[0028]图1是本专利技术的优选实施例的流程图；
[0029]图2是本专利技术的优选实施例的透明塑料薄膜焊接过程的结构示意图；
[0030]图3是图2中A的放大示意图；
[0031]图4是本专利技术的优选实施例的俯视图；
[0032]图5是图4的B
‑
B向剖视图；
[0033]图6是图5中C的放大示意图。
具体实施方式
[0034]为了使本
的人员更好地理解本专利技术中的技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，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他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0035]如图1所示，一种透明塑料薄膜的激光焊接方法，包括以下步骤：
[0036]S1：提供金属片1、待焊接的第一塑料薄膜2和第二塑料薄膜3。
[0037]金属片1的材质为铜，具有高导热系数，可以将热量高效传递到第一塑料薄膜2和第二塑料薄膜3上，降低作用时间。可以理解的是，金属片1的材质并不局限于铜，也可以为
铝。金属片1的厚度为0.1mm～0.3mm，能够使得金属片1将热量快速传递到待焊接的薄膜，且形成稳定的熔池，使得焊接制品表面质量好。如果金属片1的厚度过厚，则会使得热量传递慢；若金属片1的厚度过薄，则会使得形成的熔池的深度超过待焊接的薄膜的厚度，进而导致焊接制品表面质量差。
[0038]在步骤S1之后，为了能够更快速的达到焊接的温度水平，优选对待焊接的第一塑料薄膜2和第二塑料薄膜3进行干燥，干燥温度为50℃～70℃，干燥时间为6h～8h。
[0039]S2：在金属片1的一表面涂覆激光吸收剂，并对其进行干燥。
[0040]激光吸收剂能够吸收激光光束的能量，降低透光率，快速高效的完成光热转化，局部形成高温区，为待焊接薄膜局部熔融提供足够的温度水平。
[0041]具体地，激光吸收剂为有色染料，具有高的稳定性和光热转化效率，而且成本低易于涂覆，但并不局限于有色染料，也可以为具有高光热转化效率的有机涂层。
[0042]对涂覆有激光吸收剂的金属片1进行干燥，干燥温度为50℃～70℃，干燥时间为3h～5h。
[0043]在一实施例中，将涂覆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种透明塑料薄膜的激光焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)提供金属片、待焊接的第一塑料薄膜和第二塑料薄膜；(2)在金属片的一表面涂覆激光吸收剂，并对其进行干燥；(3)待激光吸收剂完全凝固之后，将待焊接的第一塑料薄膜、第二塑料薄膜以及干燥后的金属片依次叠放在夹具内；(4)对夹具施加夹紧力，使得第一塑料薄膜、第二塑料薄膜、金属片固定住；(5)启动激光器，激光器产生的激光光束在金属片上完成光热转化，生成的热量将第一塑料薄膜和第二塑料薄膜融化形成连续焊缝；(6)对夹具进行控温。2.根据权利要求1所述的透明塑料薄膜的激光焊接方法，其特征在于，所述步骤(1)中，金属片的材质为铜或铝。3.根据权利要求2所述的透明塑料薄膜的激光焊接方法，其特征在于，所述金属片的厚度为0.1mm～0.3mm。4.根据权利要求1所述的透明塑料薄膜的激光焊接方法，其特征在于，在所述步骤(1)之后、所述步骤(2)之前，对待焊接的第一塑料薄膜和第二塑料薄膜进行干燥，干燥温度为50℃～...

【专利技术属性】
技术研发人员：于晓东，王传洋，陈雅妮，颜宇庆，朱琦，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：