【观察】激光视觉焊缝跟踪系统如何影响激光焊接塑料质量



商悦传媒   2019-02-16 06:19

导读: 对于连接板材、薄膜和模制热塑性塑料和纺织品而言,激光是一种非常有吸引力的工具。激光焊接塑料时,结合激...

  对于连接板材、薄膜和模制热塑性塑料和纺织品而言,激光是一种非常有吸引力的工具。激光焊接塑料时,结合激光视觉焊缝跟踪系统,使得其可以精确、快速地将受控能量直达所需焊接的准确部位,保持焊缝位置的一致性,让塑料加工成品洁净,尤其是焊缝的美观度,是其他工艺都无法与之媲美的。因此,结合了激光视觉焊缝跟踪系统的激光焊接塑料应用非常广泛,包括导管、微流控装置,管子、包装、电子产品用盒、充气装置等。

  激光焊接塑料最常见的形式是透射法,在这种情况下,激光束穿过部件上方,到达下方部件的表面,在此处加热、发生熔融。所用的激光波长范围介于750-1500 nm,由二级光、光纤、掺铷钇铝石榴石激光棒(Nd:YAG)类激光产生。 总体上,塑料对这种辐射波长的吸收不如紫外光(UV)、或中红外(mid-IR)辐射。这一范围内的能量的吸收水平很大程度上取决于塑料中助剂的使用情况,以及塑料是半结晶型的还是非结晶型的。如果塑料中不含填料或颜料,激光可以多渗透进半结晶型塑料几毫米,而在无定形塑料中则几乎不会衰减。可通过颜料或填料等助剂,特别是炭黑类颜料等提高对激光的吸收水平。透射激光焊接应用领域包括: 医疗器械、包装、汽车部件、消费产品、电子封装、纺织品。

  从高于1.6μm的波长开始,天然无着色塑料对激光辐射的吸收水平逐步提高,直至超过5μm的IR,它对波长的吸收非常强劲。对于由光纤激光或掺铥-YAG激光生成的波长为2μm的激光,从激光束发出的能量存留在所有塑料(不管是半结晶还是非结晶)材料上方几毫米处。不需要能量吸收器的辅助,即可直接焊接几毫米厚的片材。这种激光被称为直接激光焊接,因为激光束不需要穿过上方部件到达焊接线。不过需要控制塑料的透射性能,结合激光视觉焊缝跟踪系统,可以确保焊接质量稳定一致。直接激光焊接技术还没有广泛用于塑料连接,但潜力广泛。创想智控专注于机器视觉焊接自动化的研发及生产,相信在不久的未来,它的激光视觉焊缝跟踪技术,可以促进直接激光焊接技术在塑料连接的广泛应用。

  二氧化碳(CO2)激光是一种成熟的材料加工工具,常用于切割塑料薄膜、片材和面料。二氧化碳激光辐射能量(波长10.6μm)可被所有类型的塑料表面层迅速吸收。能量在激光束指向的地方首先对0.2mm厚的塑料进行加热,对于薄的塑料薄膜,即便是功率中等的激光(1000 W),也有望迅速加热并快速完成焊接。 焊接速度可以超过1000 m/min。

  激光焊接塑料可以用各种加工机制(辐射波长与材料相匹配)及不同的设备类型如龙门架、机器人等实现,结合激光视觉焊缝跟踪系统,可获得高效的焊接过程,从而很容易实现高水平的自动化,焊接以更快的速度完成,且强度高、外观漂亮。