塑料激光焊接的工藝
激光的波長：
在激光焊接工藝（金屬材料）中, 一般采用YAG或者CO2激光作為光源,塑料焊接也不例外.
三者之中,由于易于獲得較大功率,前兩者在傳統的材料加工工業中的使用較為普遍；而由于塑料激光焊接對光源功率大小要求不高,但對可控性和易操作性要求較高,因此半導體激光在塑料焊接中也很有用武之地.
CO2：半導體激光三種光源的波長與功率以及最小聚焦直徑等參數典型值如下：
CO2激光：波長較長,為10.6微米,屬遠紅外波段,一般情況下塑料材料對這一波長的吸收情況好.目前輸出功率達50kW,轉化效率約10％,最小聚焦直徑約0.2～0.7mm.焊接塑料時熱作用區深度較深,適合于需要焊接較厚的塑料材料.CO2激光不能用光纖傳輸,只能$&*透鏡反射鏡組成的光學系統來構建剛性傳輸光路,從而影響激光頭的操作性.
Nd:YAG激光：波長較短,為1.06微米,屬近紅外區波長,不易被塑料吸收.輸出功率6kW,轉化效率為3％,最小聚焦直徑0.1～0.5mm.Nd:YAG激光的特點是聚焦區域小,可以方便地通過光纖傳輸來構建光路,可將激光頭裝到機器人手臂上,實現焊接過程的數控和精密自動化；另一方面可以較好地透過上層的待焊接材料,到達下層待焊接材料或者中間層而被吸收,從而實現焊接.
半導體激光：波長0.8～1.0微米,輸出功率6kW,轉化效率30％,最小聚焦直徑0.5mm.由于其輸出輸出功率較小,適用于焊接激光功率要求較低的場合,如小型塑料器件的精密焊接.半導體激光能量轉化效率高,易于實現激光器的小型化和便攜化.
塑料材料 ：
能夠被激光焊接的塑料均屬于熱塑性塑料.理論上,所有熱塑性塑料都能夠被激光焊接.
塑料激光焊接技術對被焊接塑料的要求為：在熱作用區內的材料,要求對激光光波的吸收性好；不屬于熱作用區部分的材料,則要求對光波的透過性好,尤其在對兩件薄塑料件進行疊焊時更是如此.一般向熱作用區塑料中添加吸收劑可以達到目的.目前能夠使用激光焊接的單種成分塑料包括：
PMMA――聚甲基丙烯酸甲脂（有機玻璃）,PC塑料,ABS塑料, LDPE－低密度聚乙烯塑料,HDPE－高密度聚乙烯塑料,PVC－聚氯乙稀塑料,Nylon 6－尼龍6,Nylon 66－尼龍66,PS－PS樹脂,等等.
吸收劑 ：
吸收劑的應用是塑料激光焊接工藝中非常重要的工藝.如前所述,塑料激光焊接的本質是將熱作用區的待焊接塑料融化,隨后冷卻自然實現塑料件的接合.讓塑料融化需要使塑料件吸收足夠的激光能量.塑料自身能夠以較高吸收率吸收激光能量自然,但一般在不添加吸收劑的情況下,塑料對光波的吸收性不是很好,吸收效率很低,融化效率不理想.
通常理想的吸收劑是碳黑,碳黑能夠將紅外波長的激光能量基本全部吸收,從而大大提高塑料的熱吸收效果,使得熱作用區的材料融化更快、效果更好.一些其他顏色的染料也能夠起到相同的吸收光波的效果.
添加吸收劑的方法有3種：一是直接向待焊接材料中滲入吸收劑,這樣應該將滲過吸收劑的塑料件放在下面,而把沒有滲吸收劑的塑料件放在上面,讓激光光波通過；二是向塑料件待焊接的表面滲吸收劑,這樣只有被滲透了吸收劑的一部分塑料將成為熱作用區而被融化；三是在兩塊待焊接塑料件的接觸處噴涂上或者印刷上吸收劑.
