热塑性材料使用激光焊接技术的要求有哪些

热塑性塑料是可以熔化的塑料。因此它们是可以用来激光焊接的。下面对两种热塑性塑料及两种材料的可焊性原理进行详细说明。

热塑性塑料可分为非晶态和半晶态热塑性塑料。无定形热塑性塑料是透明的，因为它们没有可见的添加剂。而半晶型热塑性塑料则肉眼看不透明或呈乳白色。原则上，同样的热塑性塑料可以用激光焊接在一起。但是，必须考虑到热塑性塑料的光学特性。

表中列出了可激光焊接的材料组合。除了这些组合外，还可以用改性的混合物来扩大光谱。

光学特性

塑料的光学特性影响着激光焊接的焊接效果。一方面，激光焊接需要-个透明的焊接伙伴。在没有添加剂的情况下，每种热塑性塑料对激光辐射都是透明的。但有无定形和半结晶热塑性塑料之分。对于非晶态热塑性塑料，即使是较厚的材料，辐射也能几乎完美地传输。而对于半结晶的热塑性塑料,辐射则在结晶处发生折射和反射。这就导致了辐射散射，而辐射散射主要取决于结晶的程度和被辐射通过的材料的厚度。

下图为透明聚丙烯(PP)的光谱分析。波长范围在800-1100nm之间的塑料甚至可见光范围(400-700nm)更透明。

光学穿透深度

光学穿透深度是对吸收性加入物的特性的测量。它显示了在产生热量之前辐射穿透塑料表面的深度。理想情况下，光学穿透深度在μm范围内，见上图。如果吸收不够,更容易出现体积吸收。这样可以加热整个材料的厚度，见中案。第三种情况是描述表面反射太大。在这种情况下，辐射根本无法穿透表面。因此，后两种情况对这个过程相当不利。

焊接过程中产生的热量会形成-个热影响区，在显微镜下可以通过显微镜切片或显微切片看到。焊缝的设计可以非常简单的处理。说白了，焊接区的部件需要有物理接触。但也不是那么简单。元件应设计为激光使用。