[发明专利]一种用于对接塑料工件的激光焊接方法

说明书

本发明属于激光焊接技术领域，公开了一种用于对接塑料工件的激光焊接方法，将两束相互交叉成一定角度的激光光束同时透过第一塑料工件和第二塑料工件透射到所述第一塑料工件和所述第二塑料工件相互对接形成接触焊接面，并将所述激光光束沿所述接触焊接面上来回移动，同时，在压力的作用下，所述第二塑料工件与所述第一塑料工件粘结为一体；该技术方案中采用两束激光同时对接触焊接面的两侧进行激光照射，在激光焊接面的发生热反应，在压力作用下，使得两塑料工件粘结在一起，该工艺具有熔接速度快、熔接痕小的有益效果，同时，防止了上下塑料工件的变形。

技术领域

本发明涉及激光焊接技术领域，特别涉及一种用于对接塑料工件的激光焊接方法。

背景技术

塑料及其复合材料的连接方法通常有三种：机械连接、黏合剂黏结和焊接。 (1)机械连接包括使用如金属或塑料螺钉的单独紧固件，进行铆合或压合接头连接。(2)黏合剂黏结是将黏合剂涂于将要连接的部件之间，起到连接各部件的作用。(3)焊接是通过加热将界面处的聚合物熔融或软化，在一定的压力和时间作用下，从而使聚合物分子链通过界面进行扩散形成链缠结，最终获得焊接点强度。焊接方法又根据所采用的加热方式分为两大类：外加热和内加热。外加热法通过对流或传导来加热焊接表面，包括热工具焊、热气焊、挤出焊、内植感应焊和内植阻抗焊。内加热法是通过技术直接在材料内部产生热源，从而取代外部加热。它分为两类：机械加热和电磁加热。机械内加热法是通过表面摩擦或分子间摩擦将机械能转化为热，包括超声波，振动和旋转焊接。电磁内加热法依赖于吸收电磁辐射从而转化为热，包括红外线，激光，射频和微波焊接。

传统的热塑性塑料的连接方法有许多弊病，采用螺钉、卡环等机械连接强度不易达到要求且不能对连接表面质量有所要求；黏结剂黏结方法，需经过表面打毛、涂胶、粘接、固化、电烙铁烫平、修整等工序，全部采用手工操作，劳动强度大，工序多，生产效率低，质量难以保证，而且黏结剂的挥发成分污染环境，影响操作人员的身体健康；采用外部加热焊接，塑料件容易和加热源粘结在一起，且会造成空气污染；内植焊接的植入物要留在焊接面上，会影响焊接接头强度；机械内加热法会使最终产品有振动应力和热应力的残余，加速制品的老化。

激光透射焊接是近几年发展起来的一种新型塑料焊接工艺，其原理是红外激光束(波长一般在800-1060nm)通过反射镜、透镜或光纤组成的光路系统，将激光器所产生的能量聚焦在待焊接区域。两个待焊接件必须有一个对激光束是透明的，即激光光束穿透它却没有能量的损失，另外一个是不透明的，即吸收激光辐射的能量；为了增加材料吸收辐射能的能力，两个待焊接件的接触面上设置有吸收激光的添加剂涂层。辐射穿透两个待焊接部件中的透明的焊接件，另外不透明的那个部件在接触面上吸收激光辐射形成热作用区，在热影响区中的塑料被融化；在随后的凝固过程中，已融化的材料形成接头，待焊接的部件即被连接起来。但是，目前的激光透射焊接技术仅能起到连接的作用，不能使焊接后的热塑性塑料材料性能如导电性、导热性等发生改变；由于塑料的低熔点、易灼烧特点，激光焊接工艺参数范围很难优化；并且焊接后的两个工件基本都不可再分离。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，提供了一种用于对接塑料工件的激光焊接方法；该热塑性塑料的激光透射焊接方法可实现精确焊接路径和焊接强度控制，增加焊接件的整体强度和刚度，可防止发生灼烧缺陷。

为达到上述目的，本发明所述技术方案如下：

一种用于对接塑料工件的激光焊接方法，将两束相互交叉成一定角度的激光光束同时透过第一塑料工件和第二塑料工件透射到所述第一塑料工件和所述第二塑料工件相互对接形成接触焊接面，并将所述激光光束沿所述接触焊接面上来回移动，同时，在压力的作用下，所述第二塑料工件与所述第一塑料工件粘结为一体。

进一步地，所述激光光束之间的夹角为25～70度。

进一步地，所述第一塑料工件和所述第二塑料工件在对接形成接触焊接面之前，分别在所述第一塑料工件和所述第二塑料工件的对接面上涂刷一层光敏剂。