除了傳統(tǒng)的焊接方法，塑料或聚合物的激光熔融工藝在許多行業(yè)已發(fā)展成為一種成熟的焊接手段。這種清洗工藝為用戶提供了許多優(yōu)勢(shì)，能夠促成敏感組件的熔融。聚合物的激光熔融是指將被焊接的組件進(jìn)行交疊的傳輸工藝。如圖1所示，上面的連接部件輸送激光輻射后為下方的部件所吸收并軟化。熱量的傳遞也融化了上層，并且在部件之間形成了焊接點(diǎn)（力）。因此，待焊接的零部件的激光傳輸特性在這一激光熔融工藝中是很重要的。

在聚合物的激光熔融工藝中，上方的連接部件輸送激光輻射后為下方的部件所吸收并熔化。

通常用于聚合物熔融的二極管激光器發(fā)射的波長介于800 到1000納米之間。大多數(shù)非著色的熱聚合物在此波長范圍內(nèi)都具有良好的激光傳輸性能。

將一種諸如炭黑的吸收材料添加到基底材料中，而特殊的添加劑也可以被摻入到混合材料中。各種顏色組合（從透明到淺色）可能會(huì)吸收激光器的波長，或強(qiáng)烈吸收并同時(shí)能夠傳輸激光波長。

工藝優(yōu)勢(shì)

大多數(shù)的激光焊接方式在很大程度上能夠抗衡傳統(tǒng)的焊接手段，并提供了許多工藝優(yōu)勢(shì)。值得一提的是：其對(duì)接合區(qū)的能量輸入所展現(xiàn)的控制能力對(duì)許多裝配件和組件來說是一個(gè)顯著優(yōu)勢(shì)。典型的優(yōu)勢(shì)可概況如下：

● 真正的密封性；

● 最小的機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力；

● 穩(wěn)定、可靠和非常靈活的工藝流程；

● 完全不會(huì)產(chǎn)生顆粒和碎片；

● 形成內(nèi)部的防護(hù)性接縫；

● 最少的熔體噴射；

● 無需額外的材料；

● 焊接點(diǎn)的質(zhì)量和耐久性都非常好。

質(zhì)量和過程控制

與其他連接手段一樣，激光熔融工藝中同樣也會(huì)面臨質(zhì)量控制問題。究竟如何在熔融過程中確認(rèn)品質(zhì)和/或?qū)⒑玫牟考牧淤|(zhì)部件中區(qū)分出來呢？究竟如何通過合適的質(zhì)量和過程控制手段來最大程度降低不合格的零部件數(shù)量呢？

其中一種質(zhì)量評(píng)估方法(同樣也被用于其它焊接手段)是沿著設(shè)定好的激光熔融路徑來測定參數(shù)的變化。這種熔融路徑可以通過使用一款掃描振鏡圍繞固定、封閉的熔融路徑快速驅(qū)動(dòng)激光束。（圖2）

圖2：一種用于評(píng)估激光焊接質(zhì)量的方法是沿著設(shè)定好的激光融合路徑來測定參數(shù)的變化，其涉及使用一款掃描振鏡圍繞固定、封閉的融合路徑快速驅(qū)動(dòng)激光束

激光束朝著一個(gè)可程控的熔融輪廓迅速偏轉(zhuǎn)，該熔融輪廓幾乎同時(shí)熔化。通過使用一款機(jī)械夾持裝置輕輕將裝配組件壓貼在一起，熔融材料會(huì)塌縮到一個(gè)限定的距離，并且可以對(duì)其進(jìn)行測量。如果熔融部分呈現(xiàn)出相容性以及可焊接性，那么可以將這種塌縮視為優(yōu)質(zhì)的焊接。如果該參數(shù)沒有得到滿足，那說明熔接縫可能不達(dá)標(biāo)，因而部件也可能成為次品被報(bào)廢。

另外一種評(píng)估激光熔融質(zhì)量的方法是在熔融工藝流程中使用一款遠(yuǎn)程高溫計(jì)來對(duì)熔融材料進(jìn)行測定。配有集成式高溫計(jì)的加工頭能夠快速控制熔融溫度以及檢測熔融缺陷。激光熔融過程中采用溫度控制的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的，尤其當(dāng)焊接的零部件的光學(xué)性能顯示出一定的非均勻性時(shí)。通常，當(dāng)這些零部件采用玻璃纖維增強(qiáng)后會(huì)發(fā)生這種不均勻性。例如，使用自動(dòng)激光功率控制可以抵消和彌補(bǔ)這些不均勻性，以保持所需溫度。

當(dāng)高溫計(jì)控制不能彌補(bǔ)有缺陷的焊接區(qū)時(shí)，便可能提示溫度信息的增加(例如，由部件被污染或兩個(gè)部件之間接觸不良或斷開接觸所引發(fā))。同樣地，當(dāng)沒有達(dá)到所需的熔融溫度時(shí)，高溫計(jì)將發(fā)揮檢測作用；（由于激光功率不足而導(dǎo)致）。如果超過軟件界定范圍的溫度上限值和下限值時(shí)，受到影響的零部件可能被視為不合格。

聚合物熔融

當(dāng)前，聚合物的激光熔融工藝已被越來越多地應(yīng)用在各種不同的行業(yè)中，并正在取代許多傳統(tǒng)的接合方式。例如，在醫(yī)療設(shè)備制造領(lǐng)域，潔凈度是絕對(duì)強(qiáng)制性的要求。

尤其需指出的是，激光熔融技術(shù)在汽車行業(yè)供應(yīng)鏈中已得到廣泛的認(rèn)可。汽車零部件往往配備了敏感的電子元件或操縱元件，并且含有液體。在這些或其它類似情況下，激光束的熔融便是可選擇的理想手段，將其與過程控制相結(jié)合，未來二極管激光器將持續(xù)滲入更多的應(yīng)用領(lǐng)域。

透明聚合物的熔融

近來，透明聚合物的熔融通常需要用到價(jià)格比較昂貴的特殊吸收劑并且向方程式添加工藝流程。然而，使用波長較高的激光器已經(jīng)在許多透明聚合物的熔融應(yīng)用中剔除了對(duì)吸收劑的需求。

波長更高的激光器被應(yīng)用在透明聚合物的熔融工藝中，這類激光器與聚合物的交互作用與傳統(tǒng)波長為800–1000nm的激光器是不同的。部分激光能量仍然通過一種透明的熱塑性材料進(jìn)行傳輸，但是在此波長范圍，部件仍然產(chǎn)生輕微的吸收力。所吸收的能量足夠?qū)θ廴趨^(qū)的聚合物進(jìn)行加熱并且產(chǎn)生所需的結(jié)果。

眾所周知，在激光行業(yè)中，激光能量會(huì)在被熔融的聚合物的每一個(gè)表面得到吸收。通常在這些應(yīng)用中，四個(gè)表面會(huì)發(fā)生吸收作用：其中包括上表面、兩個(gè)接合面以及下表面。由于接合界面是由多個(gè)平面構(gòu)成的，透明聚合物的焊接過程中發(fā)生的大部分吸收能夠?yàn)橥该餍偷臒崴苄运芰显诓皇褂梦仗砑觿┑那闆r下實(shí)現(xiàn)高效熔融提供一個(gè)完美的環(huán)境。