為中國市場提供先進的激光焊接技術(shù)

文/必能信

超聲波焊接、高頻焊接和熱板焊接等傳統(tǒng)塑料焊接技術(shù)的應(yīng)用已有數(shù)十年。然而，隨著產(chǎn)業(yè)升級，一些領(lǐng)域如汽車、醫(yī)療設(shè)備等都對焊接質(zhì)量、清潔性和美觀度等方面提出了更加嚴苛的要求。在某些應(yīng)用中，傳統(tǒng)塑料焊接技術(shù)已無法滿足客戶的要求，而激光焊接技術(shù)為解決這些難題提供了一種很好的替代方案。

激光焊接是一種以特定波長的光束為熱源的、非接觸式焊接方法。與傳統(tǒng)塑料焊接技術(shù)相比，激光焊接可以實現(xiàn)均勻、美觀的效果，且基本無顆粒，不產(chǎn)生摩擦位移，對材料的適用性更強，焊接強度高。正因為如此，激光焊接技術(shù)在全球范圍內(nèi)日漸普遍。

過去，一些因素影響了激光焊接技術(shù)在中國市場的大規(guī)模應(yīng)用，概括起來主要有兩方面：一是中國的塑料加工企業(yè)主要集中于低成本產(chǎn)品的生產(chǎn)，在此情況下，設(shè)備的投資成本顯得尤為重要，而激光焊接設(shè)備高于其他傳統(tǒng)焊接設(shè)備的價格使其應(yīng)用受到影響；二是國內(nèi)缺乏熟悉激光焊接的工程技術(shù)人員。

然而，人們對塑料制品的質(zhì)量、美觀性的要求越來越高，加工商們不得不更新焊接技術(shù)以提升自身的競爭力。此外，中國已成為名符其實的“全球工廠”，越來越多的國外產(chǎn)品轉(zhuǎn)移至中國生產(chǎn)，這也將更多的激光焊接設(shè)備和技術(shù)帶到了中國。

必能信在塑料激光焊接領(lǐng)域擁有逾15年的經(jīng)驗，能為加工企業(yè)提供寬光束掃描焊接(Wide Beam Scan welding)、輪廓線追蹤焊接（Contour welding)以及利用波導(dǎo)器的透射式同步焊接(Simultaneous welding)等激光焊接技術(shù)。

其中，寬光束掃描焊接適用于大表面的焊接應(yīng)用，以及諸如高密度或低密底聚乙烯薄膜的塑料復(fù)合薄膜焊接，后者難以通過超聲波焊接等其他焊接方式實現(xiàn)。寬光束掃描焊接的具體原理是，激光能量通過獨特的波導(dǎo)器(waveguide)被引導(dǎo)用于焊接，而不是被費掉，因此可以達到比“掩膜焊接”更高的效率。

寬光束掃描焊接示意圖

必能信專利的同步透射激光焊接技術(shù)

輪廓線追蹤焊接能為開發(fā)應(yīng)用提供更大的靈活性，特別適用于研究、開發(fā)或小規(guī)模生產(chǎn)。此工藝通過簡單地改變輪廓線的路徑和功率密度，可以焊接不同圖案。

關(guān)于必能信

必能信成立于1946年，總部位于美國康涅狄格州丹博里，是美國艾默生電氣集團所屬子公司，同時也是艾默生自動化解決方案業(yè)務(wù)平臺的成員。1993年，必能信進入中國，在上海建立了其在亞洲最大的生產(chǎn)和銷售配套服務(wù)基地，也是國內(nèi)大型綜合性超聲設(shè)備生產(chǎn)和技術(shù)開發(fā)企業(yè)之一。

必能信的激光焊接模具

不過，寬光束掃描焊接和輪廓線追蹤焊接的應(yīng)用有一些局限，它們要求工具與工件之件的相對運動，且焊接周期長。另外，這兩種技術(shù)的焊接深度有限，不適用于翹曲的大型部件。

而利用波導(dǎo)器的透射式同步焊接是必能信專利的創(chuàng)新技術(shù)，可以用于絕大多數(shù)的應(yīng)用中。采用了必能信專利技術(shù)的波導(dǎo)器能有效將激光混合，使其均勻地照射到焊接區(qū)域。由于激光是同時照射兩個被焊接的工件，所以熔接時間更短。另外，此技術(shù)表面功率密度較低，因此引起工件材料降解的可能性也隨之降低。相較于其他焊接技術(shù)，利用波導(dǎo)器的透射式同步焊接適用于更大型的工件。

此外，必能信還提供采用了獨特光纖組 (bundle)的模具。借助這種模具能以多角度完成焊接，這使得從前不太可能通過焊接實現(xiàn)的應(yīng)用成為可能，如復(fù)雜幾何形狀工件的焊接，或工件沒有移動空間的焊接。

激光焊接技術(shù)應(yīng)用的主要障礙在于初期投資比較高，但在維護方面，激光焊接與其他焊接工藝的成本基本沒有差異。如果使用得當，唯一的消耗就是電力。