塑料的半导体激光焊接工艺研究

蔡锦达，李 翔，王 颖

(1.上海理工大学 机械工程学院，上海 200093；2.中国科学院 上海光学精密机械研究所，上海201800,China)



塑料的半导体激光焊接工艺研究

蔡锦达1，李 翔1，王 颖2

(1.上海理工大学 机械工程学院，上海 200093；2.中国科学院 上海光学精密机械研究所，上海201800,China)

采用50 W半导体激光器进行塑料焊接实验。为了研究半导体激光对常见塑料的焊接工艺，以透明和不透明PMMA作为实验材料，通过控制变量法，分别单独改变实验过程中几个工艺参数，设计不同工艺焊接实验，寻找PMMA的最佳组合工艺参数范围。结果发现，焊接功率为10 W，焊接速度为20 mm/s，光斑直径为1.6 mm是其中一组优秀工艺参数组合。此外，在实验用激光器条件下，用于焊接PMMA的焊接功率不宜超过30 W。

塑料焊接；半导体激光；PMMA；工艺参数

CAI Jinda1, LI Xiang1, WANG Ying2

(1.School of Mechanical Engineering, University of Shanghai for Science &Technology, Shanghai 200093, China;2. Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China)

多年来，在研究诸多塑料焊接技术中有热气焊接法、摩擦焊接以及超声波焊接等[1-3]。然而随着激光技术的应用，产生了大量的激光设备。这使得激光透射焊接作为全新的塑料焊接技术逐渐进入人们的视野[4]。相比于上述传统的塑料焊接方法，激光焊接具有多种优势，其更加环保，由于其属于非接触焊接，所以产生的振动应力和热应力更小，这使得被焊件的热变形较小，热影响区也相应较小，焊接质量要高于其他方式[5-6]。

1 激光透射焊接原理

本文采用的半导体激光焊接技术基于透射焊接原理，焊接前需要将两层对激光具有不同吸收性的塑料叠放在一起。其中，上层塑料需要对所用激光具有较高的通透性，相反，下层塑料需对激光具有较高的吸收性。……