大族激光焊接项目总监陆云波激光技术在塑料焊接中的应用《资讯》

06-20

6月14日，由中国高科技门户OFweek维科网及高科会主办，OFweek激光网承办的“OFweek 2019（第十五届）中国激光技术及工业应用论坛”在深圳前海华侨城JW万豪酒店正式举办。在本次激光技术及工业应用论坛上，大族激光精密焊接事业部特种焊接项目总监陆云波带来了“激光技术在塑料焊接应用”的主题演讲。他为大家介绍了塑料激光焊接原理、工艺研究、产品应用、透明塑料无痕焊接技术等内容。

大族激光精密焊接事业部特种焊接项目总监陆云波

以下为陆云波总监的发言内容，OFweek激光网编辑做了不改变原意的整理及编辑。

演讲原文：

大家各位来宾，各位朋友，大家下午好！

我是大族激光精密焊接事业部陆云波，今天我演讲主题是激光技术在塑料焊接应用，首先要感谢OFweek平台组织这样活动，让业界同行之间能够从理论、应用上进行互动与交流。

近几年，随着技术的不断升级，塑料的激光焊接对未来是增长的趋势。我今天演讲的内容主要分为四个部分，第一部分是关于塑料激光焊接原理，工艺研究以及检测方法；第二部分是关于塑料激光焊接行业应用，包括3C、汽车配件、医疗器械等；第三部分是透明塑料无痕焊接技术，是大族激光革命性的技术。最后一部分是简单介绍一下大族激光。

塑料激光焊接原理

左边这个图是激光的透射焊接。顾名思义，它就是两种材料叠加，在夹具的作用下，激光透过上层材料，被下层材料吸收，然后通过一种热传导的方式，使上层材料和下层材料融合在一起。右边这个图是我们新的技术突破，就是针对于透明塑料做到拼接焊。塑料在拼接上难度非常大，我们实现了透明塑料的拼接焊，也是为医疗行业上专门做了工艺的研究。

塑料的传统焊接和激光焊接对比

在传统焊接方面，热板焊接用的很少，前几年应用最多的就是振动摩擦焊接、超声波焊接，这两种都是振动焊接，工件在接触材料表面进行高频的振动，通过摩擦达到它的熔点，然后融合，这种技术有很多的缺陷，它是接触式的，还有震动、融合，容易产生缺陷，而且时间长了会产生疲劳，零件就容易脱落，它的机械应力比较大，这就严重影响气密性。

激光焊接塑料就有效避免这些不良因素。一是它是非接触，二是焊接强度高，不容易失效，减少风险。在汽车配件行业，这两年激光焊接基本全部替换超声波焊接。激光焊接生产的柔性会更好，对工人的工作环境也比较好，而超声波焊接的工作环境是特别差。

前些年，激光有些技术没有突破，而且激光器价格比较高，相比传统焊接，一次性投入较大，可能不是很快产生效益。但是现在激光的经济优势就凸显出来了，激光焊接塑料，它可以降低设计人员对产品的设计难度。目前，很多的产品（包括日用产品、3C产品等）都对加工精度、美学外观的要求非常高，就决定了应用激光焊接技术。

塑料激光焊接的相容性、融合温度、匹配性越接近，它的效果就越好。塑料激光焊接应用方式和金属焊接不太一样，包含轮廓焊接、准同步焊接、同步焊接。首先介绍一下轮廓焊接，激光头、激光束沿着产品的轮廓去运动，激光头移动平台沿着轨迹进行焊接，它是逐步完成的。

准同步焊接应用最广泛，在汽车汽车配件行业，它是通过里面XY高频的振镜，它的核心就是对两种材料塑料焊接塌陷的控制。轮廓焊接会产生较大的内应力，这个内应力就会影响到物体的密封性。而准同步是高速的一种扫描方式，而且配合现在控制，所以它能够有效地消除内应力。在这个基础上，大族激光结合自己外光路技术，开发出来3D同步塑料焊接技术。这个技术在很多曲面产品上已经有实际的应用，空间曲线可以完成焊接轨迹。

同步焊接主要应用在汽车车灯、医疗行业。同步焊接是多光束，经过光学整形呈现焊接轨迹的光斑，它的特性是减小内应力。因为要求比较高，整个价格也比较高，所以在医疗方面应用非常广泛。

在塑料激光焊接领域，除了焊接技术，我们还有一些配套，比如说检测技术，材料的特性对焊接的效果会产生非常大的影响，我们自己研发的透光率测试仪、气密级检测设备。

接下来介绍行业应用，塑料激光焊接在医疗领域应用比较广泛，包括制造液体储槽、液体过滤器材、软管连接头、造口术袋子、助听器、移植体、血液透析、分析用的微流体器件等等，比如血液透析仪就是通过用同步焊接的方式去完成。在家电行业应用包括空调风叶、液冷灯、LED、水杯等。

目前，最广泛的应用在于汽车工业领域。包括自动门锁、无钥匙进出设备、启动开关、胎压监测计、仪表盘、前灯和尾灯、进气歧管、燃油喷嘴、变档机架、发动机传感器、驾驶室机架、液压油箱、变速箱过滤器等。在消费类电子3C行业，包括手机外壳、耳机外壳、键盘、传感器、电子元件、微开关、纺织品、尼龙表带等等。

针对塑料激光焊接，我们推出了一些专用的标准设备，包括轮廓、准同步的、3D准同步、同步，还有针对于某一类产品，比如汽车、仪表盘、运动水杯、汽车企管等。

接下来我介绍一下透明塑料激光无痕焊接技术，这个技术在医疗领域应用非常广泛。

这个是高分子材料，它有自己的物理性质以及化学性质，价格也比较廉价，最容易成型。

现在大家都非常关心自己的身体健康，这样就推动了医疗器件产品的使用。针对透明塑料无痕焊接，我们的研究也是基于一些理论，工艺研究也离不开理论基础。在国内塑料焊接领域，所有各种类的激光器，还有垂直整合能做到量产，目前应该只有大族激光。

在医疗应用方面，我们对透明塑料包括它的切面的力学分布进行研究。它的原理是在金属表面毛化，毛化之后两种材料通过传导的方式，是上层塑料的谋划和金属相互牵连在一起。这些实际案例应用包括电池、医疗理论和pp的焊接等。

最后，我快速介绍一下大族激光。1996年大族激光在深圳成立，2002年就开发中国第一台PCB钻孔机，2004年在深交所中小板块上市，2017年被中央电视台评为中国十佳上市公司，获得国内外专利2400多项，多项核心技术处于国际领先水平。员工有13000多人，研发人员逾3000人。业务板块围绕着激光、装备制造、自动化、机器人等。

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