大势所趋，塑料激光焊接在汽车行业的应用

在现代车辆上，无论是外装饰件（如保险杠、挡泥板、车轮罩、导流板等）、内装饰件（如仪表板、车门内板、副仪表板、杂物箱盖、座椅、后护板 等），还是功能与结构件（油箱、散热器水室、空滤器罩、风扇叶片等），到处都可以看到塑料制件的影子。塑料激光焊接技术对于汽车轻量化，降低成本，特别塑料零部件制造的转型升级具有重要的战略意义。面对汽车塑料焊接的需求市场，塑料激光焊接技术有着广阔的市场前景。

塑料制品加工流程：配料、成型、机械加工、接合、修饰和装配，难以实现一次注塑成型，基本需要有效的接合方法。异型、薄板产品、不同颜色/不同材质结合的产品必须焊接或粘接使其最终成型。塑料件接合效果是塑料制品的成败关键，传统接合方法以胶粘、热熔焊接、摩擦焊接、超声焊接为主，存在着严重的环境污染，噪声污染等问题。

塑料激光透射焊接原理：最常用的激光焊接形式被称为激光透射焊接，首先将两个待焊接塑料零部件加压力夹在一起，然后将一束短波红外区的激光定向到待粘结的部位。激光束通过上层透光材料，然后被下层材料吸收，激光能量被吸收后转换为热能，由于两层材料被压在一起。热能从吸收层传导到透光层上，使得两层材料熔化并结合。
 

图1 塑料激光焊接经典原理图

塑料激光焊接根据原理的不同可分为透射焊接与透明焊接，国内塑料激光焊接刚刚起步，尤其透明塑料激光焊接是塑料激光焊接的难点，仍停留在实验研究阶段，大多经过添加吸收剂进行焊接。

图2 塑料激光焊接过程示意图

同时由于材料本身的热膨胀扩张产生内部压力。内部压力与外部压力共同作用确保了两部分的坚固焊接。

激光透射焊接样板：上层试板为部分透光材料，下层试板为吸光材料

其实在之前我们也介绍了很多塑料激光焊接的文章，作为一种越来越受到产业链重视的技术，为何这两年被特别多的提及？首先在环保被越来越重视的时代塑料激光焊接有很多优势：

• 绿色环保，无有毒气味和有害噪声
• 焊缝美观 、牢固 、不透气不漏水 ，焊件表面完好无损
• 在焊接过程中树脂降解少 、产生碎屑少 ，符合食品医药行业要求
• 与其他熔接方法比较 ，极大地减小了制品的振动应力和热应力，不会损坏产品内部的电子元器件，或振塌产品薄壁
• 能够将多种类不同的塑料材料焊接在一起
• 能够焊接复杂轮廓结构（透明焊接需要根据产品结构分析）薄壁结构、薄料结构的产品
• 无刀具或工具损耗，只需要电源与气源
   

激光焊接对比传统焊接工艺
 
第二是工艺的成本大幅下降，激光焊接工艺最早是国外的企业如莱丹、乐普科、松下、必能信等进行应用推广。而这几年随着设备成本，如激光器，激光成套设备，自动化设备价格的下降，越来越多的主机厂、零配件厂商考虑采用这种工艺。激光器如武汉的锐科，北京凯普林，激光成套设备如顺德华焯、上海三束、华工激光以及帝耐激光等企业。

第三，激光焊接专用塑料也开始国产化。热塑性塑料包含无定形塑料和半晶性塑料。能够被激光焊接的塑料均属于热塑性塑料。理论上，所有热塑性塑料都能够被激光焊接。塑料激光焊接技术对被焊接塑料的要求为：在热作用区内的材料，要求对激光光波的吸收性好；不属于热作用区部分的材料，则要求对光波的透过性好，尤其在对两件薄塑料件进行叠焊时更是如此。一般向热作用区塑料中添加吸收剂可以达到目的。

激光焊接也对材料提出了新的要求，要求材料能够最高限度的让激光光束穿过，以确保焊接部位得到足够的能量。下面我们目前收集的一张激光焊接塑料企业表格：

除了杜邦、巴斯夫、朗盛、兰蒂奇，国内如聚隆，锦湖日丽等企业都有相应的产品。

车用塑料的连接是其广泛应用的关键环节，塑料焊接技术水平高低是衡量汽车生产技术水平及新材料开发水平的标志之一。采用激光焊接的方式更为经济、简单、快捷、可靠且适用于大批量生产，在汽车工业获得了愈来愈广泛的应用。

汽车仪表盘塑料激光焊接应用产品

汽车零配件塑料激光焊接应用产品
 

汽车车灯塑料激光焊接应用产品
 
欢迎加入艾邦激光焊接塑料讨论群，主要有：汽车主机厂（上汽大众、福特、现代、广汽研究院、吉利、长安、通用、比亚迪、众泰），材料改性企业（杜邦、巴斯夫、朗盛、科思创、宝理、南京聚隆、普利特、聚赛龙、旭化成），助剂（青岛德达志成化工、默克光电材料、富丽彩科技），医疗器械（迈瑞、联影医疗、WEGO）等激光行业粉丝。

文字编辑艾邦高分子，部分图片来自莱丹、华焯激光等

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