哪些塑料可以用激光焊接？

材料配對矩陣中顯示各種材料的可焊性。同類塑料在用激光焊接后具有高水平連接穩(wěn)定性。如果塑料包含高比例的玻璃纖維，則容易產(chǎn)生易碎的焊縫。因此，建議玻璃纖維含量不超過 40%。具有玻璃纖維的激光透明材料的厚度不應(yīng)超過 2 mm。

以下是一些可以用激光焊接的塑料：

　　聚碳酸酯(PC)

聚碳酸酯是一種性能優(yōu)異的工程塑料，具有良好的透明度、高強(qiáng)度和韌性。它在電子、汽車、光學(xué)等眾多領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。

激光焊接時(shí)，激光束聚焦在 PC 材料的焊接區(qū)域，使材料表面吸收激光能量而升溫。由于 PC 在一定溫度下會軟化并熔融，通過施加適當(dāng)?shù)膲毫?，可以使熔融的部分融合在一起。例如，在制造汽車大燈燈罩時(shí)，PC 材料的燈罩部件可以利用激光焊接技術(shù)進(jìn)行連接，保證燈罩的密封性和整體強(qiáng)度。

聚苯乙烯(PS)

聚苯乙烯是一種常見的塑料，有良好的加工性能和光學(xué)性能，常用于包裝、玩具、電器外殼等產(chǎn)品。

激光照射 PS 時(shí)，其分子鏈在熱作用下會變得活躍。不過，PS 的熱穩(wěn)定性相對較差，所以在激光焊接過程中需要精確控制激光參數(shù)，如功率、脈沖寬度等。例如，在一些高端電子產(chǎn)品的外殼制造中，PS 外殼的精細(xì)部件可以通過激光焊接連接，避免傳統(tǒng)焊接方式可能造成的外觀損壞。

聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA) - 有機(jī)玻璃

PMMA 具有極佳的透明度，類似于玻璃，同時(shí)又有較好的韌性和加工性能，廣泛應(yīng)用于廣告展示、建筑裝飾、光學(xué)儀器等領(lǐng)域。

激光焊接 PMMA 主要是利用其對激光能量的吸收特性。當(dāng)激光能量被 PMMA 吸收后，材料迅速升溫熔化，然后在冷卻過程中形成牢固的焊接接頭。在制作展示架、透明容器等產(chǎn)品時(shí)，激光焊接可以實(shí)現(xiàn) PMMA 部件的無痕連接，保持其良好的透明度。

聚酰胺(PA) - 尼龍

尼龍是一種耐磨性、耐腐蝕性和機(jī)械性能良好的熱塑性塑料，常用于制造機(jī)械零件、纖維、汽車零部件等。

在激光焊接尼龍時(shí)，由于尼龍的結(jié)晶特性，激光能量使結(jié)晶區(qū)域和非結(jié)晶區(qū)域同時(shí)受熱熔化。在這個(gè)過程中，尼龍分子鏈相互擴(kuò)散和纏結(jié)，形成高質(zhì)量的焊接接頭。例如，在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)周邊的一些尼龍管道連接中，激光焊接可以提供良好的密封性能和機(jī)械強(qiáng)度。

丙烯腈 - 丁二烯 - 苯乙烯共聚物(ABS)

ABS 綜合了三種單體的性能，具有良好的韌性、硬度和加工性能，被廣泛應(yīng)用于家電、汽車內(nèi)飾、玩具等領(lǐng)域。

激光焊接 ABS 時(shí)，激光能量使材料表面的分子鏈斷裂和重組。通過調(diào)整激光的參數(shù)，可以使 ABS 材料在合適的溫度下熔化并焊接。例如，在家電外殼的制造中，ABS 外殼的不同部件可以通過激光焊接進(jìn)行組裝，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

苯乙烯類熱塑性彈性體(TPS)

TPS 兼具橡膠的彈性和塑料的加工性能，被廣泛用于鞋底、密封件、電線電纜等產(chǎn)品。

在激光焊接 TPS 時(shí)，激光能量使材料軟化，由于 TPS 中軟段和硬段的分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在適當(dāng)?shù)臏囟群蛪毫ο?，軟段和硬段重新分布并融合，形成良好的焊接效果。例如，在一些高端防水密封件的制造中，TPS 材料可以通過激光焊接實(shí)現(xiàn)精確的密封連接。

聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)

PET 是一種廣泛應(yīng)用于包裝、纖維和工程塑料領(lǐng)域的材料。在包裝行業(yè)，PET 瓶是常見的容器;在纖維領(lǐng)域，它是生產(chǎn)聚酯纖維的主要原料。

PET 對激光能量有較好的吸收性。當(dāng)激光照射到 PET 材料上時(shí)，材料吸收激光能量，其分子鏈段獲得足夠的能量開始運(yùn)動(dòng)，從而使材料軟化、熔融。在這個(gè)狀態(tài)下，通過施加一定的壓力使熔融部分融合在一起。例如，在一些高端的 PET 包裝容器生產(chǎn)中，激光焊接可以用于連接容器的不同部分，確保容器的密封性和整體性，而且焊接速度相對較快，能夠提高生產(chǎn)效率。

聚甲醛(POM)

POM 是一種具有高硬度、高剛性和良好耐磨性的工程塑料。它常用于制造機(jī)械零件，如齒輪、軸承等，在汽車、電子設(shè)備等行業(yè)應(yīng)用廣泛。

激光焊接 POM 時(shí)，由于 POM 的結(jié)晶度較高，激光能量首先使結(jié)晶區(qū)域的分子鏈間的作用力減弱。當(dāng)溫度升高到熔點(diǎn)以上時(shí)，分子鏈開始移動(dòng)，材料變?yōu)槿廴跔顟B(tài)。此時(shí)，相鄰的 POM 材料在壓力作用下融合，冷卻后形成牢固的焊接接頭。不過，POM 在高溫下可能會發(fā)生熱降解，所以激光焊接過程中需要嚴(yán)格控制溫度，通常是通過精確調(diào)節(jié)激光的功率和照射時(shí)間來實(shí)現(xiàn)。

聚偏氟乙烯(PVDF)

PVDF 是一種含氟塑料，具有優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕性、耐高溫性和電絕緣性。它常用于化工管道、建筑涂料、鋰離子電池隔膜等領(lǐng)域。

PVDF 對特定波長的激光有吸收作用。在激光焊接過程中，吸收的激光能量使 PVDF 材料的表面溫度升高，達(dá)到熔融狀態(tài)。因?yàn)?PVDF 材料本身的化學(xué)穩(wěn)定性，在焊接后能保持良好的化學(xué)性能和物理性能。例如，在鋰離子電池隔膜的生產(chǎn)中，PVDF 材料的激光焊接可以保證隔膜的完整性和穩(wěn)定性，對電池的性能和安全性有著重要的作用。

熱塑性聚酯彈性體(TPE - E)

TPE - E 結(jié)合了聚酯的剛性和彈性體的柔韌性，具有良好的抗疲勞性和耐化學(xué)性，在汽車零部件、體育用品等領(lǐng)域應(yīng)用較多。

激光焊接 TPE - E 時(shí)，激光的能量使材料的彈性部分和剛性部分同時(shí)受熱。彈性部分在受熱后更易流動(dòng)，剛性部分則保持一定的形狀穩(wěn)定性。在適當(dāng)?shù)暮附訁?shù)下，這兩部分相互融合，形成具有良好彈性和強(qiáng)度的焊接區(qū)域。比如在汽車的內(nèi)飾件如座椅扶手等部件的制造中，TPE - E 材料可以通過激光焊接進(jìn)行組裝，提供舒適的觸感和良好的機(jī)械性能。

液晶聚合物(LCP)

LCP 是一種高性能工程塑料，具有優(yōu)異的耐高溫、耐化學(xué)藥品和良好的機(jī)械性能。它在電子、航空航天等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，例如用于制造電子連接器、航空航天設(shè)備的小型零部件等。

LCP 對激光有良好的吸收性。在激光焊接過程中，激光能量使 LCP 材料表面迅速升溫，由于其分子鏈的特殊排列，在達(dá)到熔融溫度后，分子鏈能夠快速地流動(dòng)并融合。其焊接過程需要精確控制激光功率和焊接速度，因?yàn)?LCP 的高熔點(diǎn)和特殊的液晶態(tài)轉(zhuǎn)變要求嚴(yán)格的焊接條件。例如，在電子連接器的制造中，LCP 材料的精細(xì)焊接可以通過激光技術(shù)實(shí)現(xiàn)，確保連接器的高精度和高可靠性。

聚醚醚酮(PEEK)

PEEK 是一種特種工程塑料，具有出色的機(jī)械性能、耐高溫性、耐腐蝕性和生物相容性。它常用于航空航天、醫(yī)療器械、石油化工等領(lǐng)域，如制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)零部件、人工關(guān)節(jié)等。

激光焊接 PEEK 時(shí)，由于其高熔點(diǎn)和化學(xué)穩(wěn)定性，需要高能量密度的激光。激光使 PEEK 材料的表面分子吸收能量，分子鏈間的范德華力被克服，材料開始熔化。在焊接過程中，要注意防止材料氧化，因?yàn)?PEEK 在高溫下可能會與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)。例如，在醫(yī)療器械的制造中，PEEK 材料的部件通過激光焊接可以滿足醫(yī)療設(shè)備對無菌、高強(qiáng)度和生物相容性的要求。

聚芳醚砜(PAES)

PAES 是一種高性能熱塑性工程塑料，具有良好的熱穩(wěn)定性、機(jī)械性能和耐化學(xué)性。它在電子電器、汽車、航空航天等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，如用于制造電路板、汽車儀表盤等。

激光照射 PAES 時(shí)，材料吸收激光能量，其內(nèi)部的分子鏈開始運(yùn)動(dòng)，使材料軟化、熔融。PAES 的激光焊接需要根據(jù)材料的厚度和具體應(yīng)用場景來調(diào)整激光參數(shù)，如波長、功率和脈沖寬度等。例如，在電子電器產(chǎn)品中，PAES 材料的外殼或內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以通過激光焊接進(jìn)行精確的連接，保證產(chǎn)品的質(zhì)量和性能。

熱塑性聚氨酯(TPU)

TPU 是一種具有良好彈性、耐磨性和耐化學(xué)性的材料。它在鞋類、運(yùn)動(dòng)器材、汽車內(nèi)飾等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，如制造鞋底、汽車座椅等。

激光焊接 TPU 時(shí)，由于其彈性體的性質(zhì)，激光能量使材料的軟段和硬段都受到影響。軟段在較低溫度下就會軟化，硬段則提供結(jié)構(gòu)支撐。在適當(dāng)?shù)暮附訔l件下，TPU 材料的分子鏈相互交織，形成牢固的焊接接頭。例如，在鞋類制造中，TPU 材料的鞋面和鞋底可以通過激光焊接連接，提高鞋子的整體性能和美觀度。