從40多年前世界上誕生了第1臺激光器，其激光技術與應用發(fā)展迅猛，并與許多學科交叉結(jié)合形成多個應用技術領域，如信息光電子技術、激光醫(yī)療與光子生物學、激光加工技術、激光檢測與計量技術、激光全息技術、激光光譜分析技術、激光化學、激光雷達、激光制導、激光分離同位素、激光可控核聚變、激光武器等，大大地推動了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。激光具有單色性好、能量密度高、空間和時間控制性好等多種優(yōu)點，目前已廣泛應用于各種制造加工領域。隨著塑料在航天航空、電子、化工、汽車制造、包裝、醫(yī)療設備等行業(yè)的廣泛使用和激光應用技術的擴展，激光加工技術也開始逐漸進入塑料的二次加工領域。
塑料的激光加工技術是利用激光束與有機高分子物質(zhì)相互作用的特性對塑料進行切割、焊接、表面處理、打孔及微加工等的一門新興加工技術。激光加工技術是涉及到光、機、電、材料及檢測等多門學科的一門綜合技術。激光加工為非接觸式加工，速度快、無噪聲，可實現(xiàn)各種復雜形狀的高精度加工目的，且無通常意義上的“刀具”磨損，無需更換“刀頭”。激光和計算機控制技術相結(jié)合可使激光加工技術在工業(yè)生產(chǎn)實現(xiàn)全自動化，其具有普通加工技術不可比擬的優(yōu)勢。
1 塑料的激光焊接技術
1.1 塑料激光焊接的應用和特點
目前國內(nèi)使用的塑料焊接技術主要有熱熔焊接、高頻焊接、振動摩擦焊接及超聲波焊接等。塑料的激光焊接技術在歐美發(fā)達國家已經(jīng)得到了一定程度的應用。我國這方面的技術尚在起步階段。
塑料的激光焊接技術主要用于普通焊接技術難以適應的塑料制品(如高密度線路板)、形狀復雜的塑料件以及有嚴格潔凈要求的塑料制品(如醫(yī)藥設備、電子傳感器等)等。激光便于計算機控制，采用光纖激光器輸出激光束可使激光靈活地達到零件各個微小部位，能夠焊接其他焊接方法不易達到的區(qū)域。傳統(tǒng)焊接技術無法焊接的異型塑料也有機會加以良好焊接，如用激光可將能透過近紅外激光的聚碳酸酯(PC)和30%玻纖增強的黑色聚對苯二甲酸丁二醇酮(PBT)焊接在一起，而其他的焊接方法根本不可能將2種在結(jié)構(gòu)、軟化點和增強材料等方面如此不同的聚合物連接起來。
在高檔轎車的保險杠上也應用了激光焊接技術，其優(yōu)點是輸入的熱量較低、外觀好，并可達到很高的焊接強度。保險杠材料大都采用聚丙烯(PP)、乙烯丙烯共聚物(EPDM)和10%滑石粉共混物以及聚碳酸酯(PC)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)。以前采用超聲波焊接將停車距離傳感器的適配器焊接到已經(jīng)上好漆的保險杠上，然而在強度和外觀損傷之間難以達到兩全齊美。采用激光透射焊接工藝焊接保險杠的傳感器適配器，生產(chǎn)的熔化物很少，因此沒有熔化物溢出。在具有良好強度的同時，外觀優(yōu)美非常接近站接的部件口不過激光焊接的投資費用目前還較高，只有在要求較高的時候使用才算合理。保險杠的結(jié)構(gòu)設計的未來趨勢是材料的壁厚越來越小，這特別適于采用激光技術。除了對材料和加工的新要求之外，采用激光工藝使焊縫的形狀和位置有了更大的自由度。由于單位焊接強度一般高達60MPa，并且安裝空間將更狹窄，因此為激光焊接的應用創(chuàng)造了很好的機會。
 塑料的激光焊接技術與傳統(tǒng)的塑料焊接技術相比，主要有以下幾方面的特點:
(1)易于控制和實現(xiàn)生產(chǎn)自動化，具有良好的適應性;
(2)可進行精密、牢固的焊接，焊接密封性好;
(3)焊接件的熱歷程極短、焊接應力小，焊接時樹脂降解少、幾乎不產(chǎn)生碎屑;
(4)可焊接尺寸極小或外形結(jié)構(gòu)復雜的零件，對有些復雜零件甚至可以進行“穿透焊接”;
(5)能夠?qū)⒃S多種類不同的材料焊接在一起。