塑料激光加工的应用和原理近年来，激光塑料焊接的应用逐渐增加，尤其是在汽车电子，医疗技术和家用电器等行业越来越广泛，一方面是因为激光焊接本身的技术优势，另一方面得益于汽车相关行业的不断创新需求和产品的成本管控的压力。因此，汽车行业供应商一直在寻找更多的创新技术，以便以更低的成本为客户提供更优质的产品服务。

激光塑料焊接有其自身的工艺特点，如柔性加工，便捷的过程控制，非接触性加工，精准加工区域控制，热影响区较小及焊接部位较小的应力等，为此激光塑料焊接可以充分应用其工艺优势并对生产工艺进行不断地优化调整。另外，相较于其他焊接方式，激光塑料焊接是一种完全无磨损的工艺方式。对于一些含有敏感元器件的产品焊接，高强度焊接需求，尤其是对于洁净度和无粉尘要求的产品，激光塑料焊接是最佳之选。

基本原理

现在的激光塑料焊接主要是透过式的焊接方式。一般来说，塑料件辅以不同的添加剂或是添加剂的浓度不同会造成不同的激光穿透率。焊接时，待焊接两个部件彼此叠置，激光束穿透上层透过率较高的材料，聚焦于下层激光吸收层上，高能激光束使其熔化，同时热量通过热传导的方式传递给深层高透明材料使其熔化，在一定的压力下，上下两部件连接在一起，形成焊接。

依据焊接产品的几何结构，根据激光能量的控制方式可以分为轮廓焊接，准同步焊接及同步焊接这几种方式。在轮廓焊接中，激光束与工件焊接位置相对绕转而成的径向对称焊接特殊方式。在焊接过程中，激光束沿着既定轨迹对产品进行一次或多次的激光束慢速扫描使待焊接产品接触面升温熔化，然后渐次冷却，形成焊接轮廓。

此种焊接方式与一般激光塑料焊接最大的区别是焊接过程中施加的加持力方式有所不同，在径向对称产品焊接过程中，需要依据产品的机构采用过盈配合的方式施加焊接过程中所必须的压力，这样就无需准备外部施力结构。此种焊接方式具有明显的经济可行性及缩短了整个焊接节拍。因此两件产品件的配合公差就显得尤为重要，前期准备工作中结构设计、注塑等环节中要引起足够重视。

三种不同工艺方式

下图展示了径向对称旋转焊接在工业生产中常用的三种方式图例及其解释，最主要的区别是激光束的运动控制方式的不同。

（a） 激光束固定，产品旋转

目前应用最为简洁并且广泛的一种方式为固定光学路径产品旋转系统（见图1a），尤其是对于没有线束，管道等相对复杂的机构的产品。在此种焊接过程中，产品被固定在一个旋转平台上，产品会沿着既定激光束旋转一周或是多周，其中最主要的一个工艺参数就是产品的圆周进给速度及所需要的激光束能量，这些参数都可以进行工艺设定及进行相应的优化。

此种焊接方式具是一种经济型的解决方案，并且利于设计实现的便捷性，其最大的优势是可以使用高温计或是远红外相机实现过程控制。但是这种工艺在高自动化及加工产品尺寸上具有一定的局限性（如产品总体外观尺寸，管线长度等…）

（b） 产品固定，激光束绕转

第二种工艺方式与第一种工艺方式实现方式有所不同，并且也已有十多年的应用经验。在此种工艺中，工件被固定在载具上面，激光束通过合适的光学结构（光学臂）绕转工件，主要的工艺参数与上述第一种工艺方式一致。

这种焊接方式一个最大的优势是可以实现较大几何尺寸产品的焊接，或是在非焊接部位有线缆的产品，就使得部分焊接产品的线缆可以很长，甚至长达数米。全新一代的焊接模组具有广泛的适用性，易于实现自动化集成，该组激光安全等级可达1级。