塑料激光焊接：懂得机理才能运用自如

健康生活 2025年08月07日 18:17 2 admin

在热塑性塑料领域，提到焊接工艺，多数工程师首先想到的是超声波焊接、热板焊接甚至螺钉固定。但实际上，还有一种更为干净、高强、精准的连接方式，正在被越来越多高端场景采用，那就是——激光焊接（Laser Welding）。

今天的文章将从基础原理讲起，帮你理解为什么激光焊接不只是一个“好听”的技术名词，而是一项可以改变你产品性能与外观表现的工艺革新。

什么是塑料激光焊接？

简单来说，激光焊接是用激光束穿透上层塑料，加热并熔化下层塑料，然后通过热传导使上层材料也熔化，在加压状态下形成强度极高的焊缝。

这种方式通常采用“搭接式焊接”（Overlap Welding）结构，上层为激光透明，下层为激光吸收层。

焊接流程如下：

激光穿透上层塑料；
下层材料吸收能量，熔化；
熔融区域热传导使上层也熔化；
在加压状态下熔池冷却，形成焊缝。

为什么说它比传统方式更“干净”？

与超声波焊接、热板焊接不同，激光焊接几乎不产生颗粒、飞边或残渣，这一点在医药、电子、传感器、微流控芯片等对洁净度和结构完整性要求极高的领域尤为重要。

此外，它还有几个其他不可忽视的优点：

精准控制：激光聚焦极小区域，可实现微焊接，不影响周边敏感元件；

气密性高：适用于液体密封、气密壳体等结构性连接；

强度高：可实现接近母材强度的焊接效果，适用于承力结构；

自动化友好：支持高速自动化生产，重现性好，废品率低。

不是所有材料都能焊，关键在“透明”与“吸收”

你也许会问，既然焊接靠的是激光加热，那为啥还需要“激光透明”和“激光吸收”？

这是激光焊接独特的材料选择逻辑：

材料要求：

上层材料需透过激光波长（典型为808~1064nm）；

下层材料需吸收该波长能量，常加入碳黑或专用红外吸收剂（NIR-absorber）；

两种材料的熔融温度要接近，最好具备化学兼容性。

可焊材料举例：

PE、PP、ABS、PS、SAN、PA6、PA66、PC、PMMA、PBT、PET、PEEK…

甚至填充30%玻纤的材料也能成功焊接

不可忽视的问题：

钛白粉（TiO₂）会严重散射激光，使白色焊接变得困难；

透明/透明、白/白配对的焊接难度最高，需特别配方支持。

激光来源怎么选？别盲选！

不同类型的激光源在塑料焊接中的表现差异明显：

激光类型	波长范围	特点
二极管激光（Diode）	808~980nm	成本低，效率高，适合大多数焊接需求
Nd:YAG激光	1064nm	光束质量好，适合轮廓精细控制
光纤激光（Fibre）	1064nm	稳定性强，适合精细焊接，成本较高
CO₂ 激光	10.6μm	不穿透透明材料，常用于薄膜或打标

实际上，90%以上的塑料焊接应用都可用二极管激光完成。

焊接方式也分“画线”与“涂色”

根据激光移动的方式，常见有两种焊接方式：

轮廓焊（Contour Welding）

激光束沿焊缝轨迹逐点熔化，类似金属焊接。适合焊缝清晰、结构规整的产品。

准同时焊（Quasi-simultaneous）

激光在焊缝区域高速扫描多次，整个轮廓近似“同时”熔化，更能吸收焊接应力，适合大尺寸或有微间隙结构。

选对助剂，才能实现“透明也能焊”

在高端医疗、透明电子壳体等场景中，我们常常希望实现透明/透明或彩色/透明焊接。这就需要特别设计的激光吸收剂（NIR absorbers）：

有机型吸收剂：适合透明产品，颜色轻微、易调配；

无机型吸收剂：用于不透明制件，稳定性更高；

低迁移性、安全无毒：满足医疗、食品级需求。

总结：激光焊接，值得重新认识

激光焊接不仅仅是“高端制造”的专属工艺，它更是一种精准、高强度、低污染、可自动化的现代塑料连接方式。随着透明材料专用吸收剂、色母粒技术的成熟，未来激光焊接将更普及，更实用。

如果你正在面对以下问题，不妨考虑激光焊接：

(1)壳体需气密性高、外观无胶痕；

(2)零件中含电子元器件，不能震动或高温；

(3)医疗器械、感应器、可穿戴设备等对洁净度要求极高；

(4)想实现自动化生产、焊缝一致性高。

苏州维本工程塑料Wintone Z63抗冲击、耐腐蚀、强韧型扣具专用工程塑料，在各类扣具的应用上，与传统的POM、尼龙等材料相比，Z63材料具有更好的韧性和抗冲击性，Z63这种强韧的机械性能从零下40度到80摄氏度都有保持，Z63材料可以帮助解决POM扣具韧性不够、容易脆断的问题（特别是暴冲冲击脆断和低温脆断的问题）。

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