[发明专利]用激光焊接热塑性塑料件的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种激光焊接技术领域，尤其指一种用激光焊接热塑性塑料件的装 置，能够实现简单或复杂塑料工件的加工。

背景技术

随着我国工业经济的发展，原先许多传统使用金属的零部件逐渐被塑料所代替， 这些领域所使用的塑料材料不仅要求数量大，而且使用种类多，科技含量高，是塑料 制品加工业中能获得高经济效益的最佳领域。因此，在塑料制品的加工过程中人们渴 望一种更加快速、有效、干净的塑料焊接方式。由于材料和设备方面的进步，使激光 焊接技术作为一种连接塑料制品的专门方法，得到了生产厂家的认可，主要用于连接 敏感性塑料制品(含有线路板)、具有复杂几何形状的塑料件以及有严格洁净要求的塑料 制品(医药设备)等等。

传统的激光塑料焊接的方法一般有两种：点焊接；扫描焊接。点焊接，即在工件 的不同位置进行激光点焊，激光束光斑大小即为焊接区域大小。在实际的生产中，点 焊接的速度较慢、效率较低，不适合批量的工件加工；点焊接工件不能保证有足够的 焊接强度；对于焊接线较长的工件，点焊接无法加工。扫描焊接，即一束激光透射到 待焊接工件，然后激光束沿着待焊接区域的轮廓扫描一周，从而完成焊接。由于扫描 焊接是让激光束沿着焊接线扫描一周才能完成，对于焊接线较长的工件，焊接速度就 比较慢，而且先连接起来的一部分焊接线会由于塑料的热胀冷缩而影响到后面一部分 焊接线的质量，从而影响到整个焊接线的质量、均匀性和强度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种焊接精密、牢固 且能焊接二维或三维复杂外形制品的用激光焊接热塑性塑料件的装置。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该用激光焊接热塑性塑料件的装 置，包括焊接工作头、可调焦机构和激光器，其特征在于：所述可调焦机构设置于焊 接工作头内，所述焊接工作头通过光纤与激光器相连接，焊接工作头下端部设置有可 滚动的球形聚焦透镜，焊接工作头通过管道去连接在吹气和塑料件的反作用力的作用 下能使球形聚焦透镜处于悬浮状态的吹气装置，在可调聚机构和工作头进风口之间设 置有密封的全透明的挡风镜，且球形聚焦透镜的直径必须大于工作头出光口的直径。

作为改进，所述可调焦机构包括凸透镜和可调聚焦透镜，在工作头内的直线上依 次排列着相互配合的凸透镜、可调聚焦透镜、球形聚焦透镜，且可调聚焦透镜可移动 地与位于焊接工作头外的调节装置相连接。

作为进一步改进，所述调节装置包括有带有内螺纹的夹具和螺杆，可调聚焦透镜 的一端被夹置于夹具中，夹具的一端与螺杆相适配而连接在一起，螺杆设置在调节盒 上。

再改进，所述激光器其功率选择为20W-150W，其发射的波长选择为800～ 1064nm。

再改进，所述工作头下端可设计呈锥体状。

与现有技术相比，本发明采用球形滚动焊接，激光束(波长为800～1064nm)经由气 垫式，可无摩擦任意滚动的玻璃球点状式的聚焦于焊接截面，沿着产品的轮廓周线进 行焊接。其优点在于能生成精密、牢固和密封(不透气和不漏水)的焊接；极大地减小了 制品的振动应力和热应力，比传统焊接更精确美观；在焊接过程中树脂降解少、产生 碎屑少；由于焊接工作头设计成锥体状，当球型聚焦透镜压住透明塑料进行焊接时， 在吹气系统吹气和塑料制品的反作用力的作用下，球型聚焦透镜处于悬浮状态，光束 经由气垫式、可无摩擦任意滚动的玻璃球点状式的聚焦于焊接面，且球型聚焦透镜不 仅仅进行聚焦而且也充当机械夹紧夹具，所以擅长焊接具有复杂外形的二维或三维塑 料件制品，并且也能够焊接其他方法不易达到区域的优点；采用光纤连接，便于焊接 工作头操作，使用更方便、灵活自由，整体结构合理实用。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2是图1的结构原理图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。