塑料激光焊接中两种类型的热塑性塑料和两种材料的可焊性原理

发布人：莱塞激光发布时间：2022-04-06 13:49:21

【摘要】

热塑性塑料可分为无定形和半结晶热塑性塑料。无定形热塑性塑料是透明的，因为它们没有可见的添加剂。另一方面，半结晶热塑性塑料在肉眼看来是不透明或乳白色的。原则上，相同的热塑性塑料可以用激光焊接在一起。然而，必须考虑热塑性塑料的光学特性。

热塑性塑料是可以熔化的塑料。因此它们是可焊接的。下面更详细地解释两种类型的热塑性塑料和两种材料的可焊性原理。

塑料激光焊接中两种类型的热塑性塑料和两种材料的可焊性原理(图1)

该表列出了可激光焊接的材料组合。除了这些组合之外，还可以使用改性混合物扩展光谱。

全尺寸图片材料组合：

光学特性

塑料的光学特性影响激光焊接中的焊接结果。一方面，激光焊接需要透明的焊接伙伴。

没有添加剂，每种热塑性塑料对激光辐射都是透明的。然而，无定形和半结晶热塑性塑料是有区别的。使用无定形热塑性塑料，即使使用较厚的材料，辐射也几乎完美地传输。另一方面，对于半结晶热塑性塑料，辐射在微晶处发生折射和反射。这导致辐射散射，这主要取决于微晶的程度和要辐射的材料的厚度。

下图为透明聚丙烯（PP）的光谱分析。塑料在 800-1100 nm 的波长范围内比可见光范围（400 - 700 nm）更透明。

塑料激光焊接中两种类型的热塑性塑料和两种材料的可焊性原理(图2)

光学穿透深度

光学穿透深度是吸收性连接伙伴的特性的量度。它显示了辐射在产生热量之前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。如果没有足够的吸收，更容易发生体积吸收。这会加热材料的整个厚度，见中间情况。第三种情况描述了太大的表面反射。在这种情况下，辐射根本无法穿透表面。因此，最后两种情况对该过程相当不利。

焊接过程中产生的热量会形成一个热影响区，该热影响区可以在显微镜下通过切片机切片或显微切片看到。

塑料激光焊接中两种类型的热塑性塑料和两种材料的可焊性原理(图3)

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