Laser welding of metal and plastic

塑料与金属的焊接工艺

如今，在越来越多的工业应用中，激光被视为直接焊接塑料/复合材料和金属的替代方案。这种非接触加工方法提供了最高的技术灵活性。

当前，汽车工业的一个驱动因素是如何在不增加成本或对性能、质量和安全造成损害或影响的情况下制造更轻的汽车。例如，座椅结构主要包括薄钢和高强钢。近年来，混合材料的结构也得到了广泛研究。该方法也适用于仅金属混合结构和由金属/塑料复合材料制成的零件结构。

使用这些混合材料的结构会带来很多挑战，最明显的是如何焊接化学、机械和热性能不同的组成材料。目前焊接塑料和金属材料最传统的技术是粘合剂粘合、机械焊接、复盖成形或这些技术的组合。这些方法涉及到很多组装操作和设计限制。

激光器

在越来越多的工业应用中，激光被视为直接焊接塑料/复合材料和金属的替代方案。该方法不需要额外的液体/固体粘合剂或组装元件。与机械接头和复杂昂贵的模具相比，激光提供了高工艺灵活性。

激光直接连接金属和塑料，首先需要金属表面处理，在该区域扫描激光，局部腐蚀材料，在金属表面形成带槽的微观结构。槽可以小到几微米宽，同一区域多次扫描激光可以改变深度。用高频脉冲激光在金属表面加工深槽后，用工具压迫合金属和塑料，用连续激光加热熔融接头的塑料，形成有效连接。

塑料与金属连接效果

通过测试，各类热塑性塑料均可与不锈钢、铝合金、铜合金等实现连接，焊接后破坏拉伸测试焊缝不脱落，焊接强度可高于塑料母材强度。

在许多工业应用中，人们对小型轻质零件的需求非常强烈。为了满足需求，不同材料的连接成为人们关注的焦点。在产品设计过程中，由于金属材料具有高塑性、高导热性、易加工性等诸多优异性能，因此在不同材料的连接中是不可或缺的。同时，塑料具有耐腐蚀性、重量轻、隔热性等优点。但是，由于两种材料的不同性质，在生产零件的过程中，很难实现金属和塑料的良好连接。不同材料的连接通常是胶水和机械连接。使用激光连接小型复杂形状的产品是解决塑料和金属材料问题的有效方法。