近年來，塑料激光焊接作為一種新型的塑料連接方式，相比傳統(tǒng)的塑料連接方式，具有焊接強度高、氣密性好、柔性強等諸多優(yōu)點，并且隨著技術(shù)與市場的不斷發(fā)展，被廣泛應(yīng)用于汽車、新能源、醫(yī)療、消費電子、食品等行業(yè)。

塑料激光焊接的四種方式

通常使用的塑料激光焊接方式有如下四種：

順序輪廓焊接

激光束沿著預(yù)定焊接輪廓線運動，在夾具的壓力下，待焊部件的焊縫隨著激光束的移動而熔合成型。

順序輪廓焊接方式工藝上不受焊接速度的限制，可適用于大尺寸焊接部件。并且因為是順序融化塑料，需要的激光功率相對較低。但由于此種焊接方式焊接熔深比較小且不易控制，故對部件尺寸公差、貼合平整度要求比較高。

準(zhǔn)同步焊接

利用反射鏡的偏擺產(chǎn)生高速運動的激光束，沿著焊接輪廓線移動，使得整個焊接輪廓線逐漸發(fā)熱并在外部夾具的壓力下熔合在一起。

準(zhǔn)同步焊接方式在小型部件產(chǎn)品的焊接上得到了比較廣泛的應(yīng)用?？赏ㄟ^控制焊接熔深，形成焊接一致性很高的產(chǎn)品。并且由于焊接熔深在一定設(shè)計范圍內(nèi)可精確調(diào)控，因此可以彌補注塑工件及夾具產(chǎn)生的誤差，降低對注塑件的精度要求。同時焊接過程中的熔深可以作為產(chǎn)品質(zhì)量控制的標(biāo)準(zhǔn)。在實際塑料焊接應(yīng)用中能實現(xiàn)很高的經(jīng)濟性。

同步焊接

多個二極管激光器產(chǎn)生的激光束通過特定的設(shè)計被引導(dǎo)到整個輪廓線上，并熔化塑料，從而使得整個輪廓同時熔化并在外部夾具的壓力下熔合在一起。

同步焊接方式焊接速度快，與準(zhǔn)同步焊接方式一樣也能精確控制焊接熔深以及彌補注塑工件及夾具產(chǎn)生的誤差，降低對注塑件的精度要求。但是由于其激光束是通過特定設(shè)計實現(xiàn)的，價格比較昂貴，而且應(yīng)用柔性比較差，比較適合單一產(chǎn)品的大批量生產(chǎn)。

掩模焊接

線型激光束沿一定方向掃描特定的模板熔化并粘結(jié)塑料，該模板只暴露出下面塑料部件的一個很小的、精確的待焊接部位。

掩膜焊接最適合微流控芯片等流體器械的塑料激光焊接封裝，掩膜焊接也適合極其微小及精密焊縫的塑料激光焊接。

傳統(tǒng)的塑料激光焊接一般采用的是穿透焊接，即激光束穿透上一層透光材料，到達下層吸光材料并被下層吸收。此種方法要求上層材料必須具備一定的透光率，下層材料必須具備一定的吸光率。為了實現(xiàn)兩層透明塑料之間的激光焊接，必須在焊接結(jié)合面添加激光吸收劑，以達到吸收激光的目的。

近年來，隨著塑料激光焊接技術(shù)的發(fā)展，新的塑料激光焊接技術(shù)利用塑料對不同的激光波段表現(xiàn)出不同的穿透與吸收特性，采用波長2000 nm左右的激光光源，以及特定的光學(xué)聚焦方法，極大提高透明塑料對激光的吸收率，成功實現(xiàn)了透明塑料與透明塑料的無添加劑激光焊接。

塑料激光焊接應(yīng)用領(lǐng)域

對于巨大的塑料需求市場，塑料激光焊接技術(shù)因其優(yōu)勢具備良好的應(yīng)用前景。

在汽車配件領(lǐng)域的應(yīng)用

隨著社會對汽車節(jié)能減排和安全性的要求越來越高，汽車廠商都在尋求汽車輕量化的制造工藝，改變傳統(tǒng)零部件封裝工藝等。塑料激光焊接這一新興的連接工藝，在一些汽車零部件制造方面有著比超聲波和熱板焊接等更好的強度、密封性、外觀、速度、穩(wěn)定性等優(yōu)點，作為一種高端而又極具性價比的應(yīng)用技術(shù)，正在汽車制造領(lǐng)域得到高速的普及應(yīng)用。

例如汽車配件中采用準(zhǔn)同步焊接方式的塑料激光焊接機應(yīng)用于各種組合閥體的焊接、單向閥等閥體的焊接以及汽車儀表盤的焊接；采用順序輪廓焊接方式的塑料激光焊接機進行各種各樣的燃油管路與塑料接頭以及高檔車汽車保險杠、汽車迎賓燈焊接、渦流風(fēng)扇、汽車后尾燈、油氣分離器的焊接等。

在汽車電子上的應(yīng)用

一些汽車電子相關(guān)的配件也由傳統(tǒng)的灌膠封裝等方式改為塑料激光焊接：以往一些汽車傳感器大多采用灌膠方式封裝，成本高、重量大、產(chǎn)品外觀差等。將塑料激光焊接方式應(yīng)用于客戶現(xiàn)場，能夠使客戶產(chǎn)品的產(chǎn)品成本、輕量化、外觀等得到極大的改善。隨著塑料激光焊接的普及，現(xiàn)在大部分傳感器均已開始使用塑料激光焊接封裝：諸如汽車360攝像頭、汽車?yán)走_、自動門鎖、電子駐車控制器、抬頭顯示儀等，采用塑料激光焊接，均能獲得很高的產(chǎn)品品質(zhì)與經(jīng)濟性。

在醫(yī)療器械上的應(yīng)用

由于現(xiàn)代社會醫(yī)療水平的不斷提升，對醫(yī)療器械的要求不斷提高，促使新的技術(shù)應(yīng)用到醫(yī)療器械的生產(chǎn)上。激光塑料焊接是一種無接觸式的焊接方法，焊接過程中不會產(chǎn)生振動、噪音及粉塵，是一種極度清潔的精密焊接方法，非常適合醫(yī)療塑料制品的精密焊接。

采用掩模焊接方式焊接的醫(yī)療微流體芯片，能實現(xiàn)焊縫寬度的精確控制、優(yōu)良的氣密性以及對產(chǎn)品零污染等優(yōu)點。采用順序輪廓焊接的遙控器，焊接氣密性極高，能輕松應(yīng)對醫(yī)療場所頻繁的清洗消毒而保證里面的電子元件不受影響。還有諸如醫(yī)療軟管連接、血液分析儀、助聽器、液體過濾槽等清潔度要求高的器件的密封焊接，均使用到塑料激光焊接。

在消費電子上的應(yīng)用

塑料激光焊接應(yīng)用到消費電子的焊接上，例如采用塑料激光焊接方式進行手表表帶的焊接、VR眼鏡的封裝等，均能達到外觀美觀、焊縫強度高等特點。

現(xiàn)已有部分企業(yè)將塑料激光焊接應(yīng)用于電池封裝焊接，隨著激光技術(shù)以及材料技術(shù)的發(fā)展，塑料激光焊接的技術(shù)將會越來越成熟，應(yīng)用領(lǐng)域?qū)絹碓綇V泛。

從研究上來說，瑞士、德國開始塑料激光技術(shù)設(shè)備研究早，leister一直專注于塑料焊接領(lǐng)域，Coherent | Rofin在汽車塑料加工領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，德國LIMO（被炬光科技收購）有用于半導(dǎo)體激光器塑料焊接系統(tǒng)。

國內(nèi)對塑料激光焊接技術(shù)研究較晚，且多在學(xué)術(shù)理論方面的研究，實際應(yīng)用領(lǐng)域的研究相對國外來說比較少。2005年華中科技大學(xué)建立了半導(dǎo)體激光焊接系統(tǒng)；2006年上海激光技術(shù)研究所研究了塑料的激光焊接工藝。而從企業(yè)方面來說，國內(nèi)一些企業(yè)如大族激光、帝耐激光、蘇州源潛電子科技、博特激光等都有相關(guān)設(shè)備可應(yīng)用到此領(lǐng)域。

作者：王林   蘇州源潛電子科技有限公司