Лазерная сварка

Лазерная сварка — технология соединения элементов из термопластичных материалов.

Первый раз возможности лазерной сварки демонстрировались в 70-х годах. Но стоимость оборудования была тогда очень высока, поэтому данная технология не получила широкое применение. В конце 90-х,  когда цены на оборудование стали более доступными, доля использования лазерной сварки, например, в производстве, значительно увеличилась.

Наиболее востребованной лазерная сварка оказалась там, где соединяемые элементы требуют деликатного обращения и критичны к температурным режимам (электроника, медицина, упаковочное производство, пластмассы, в том числе пенополиуретан).

Среди преимуществ этой технологии можно отметить:

• соединяемые части не имеют прямого контакта с оборудованием;
• высокая скорость сварочных работ;
• возможность применения манипуляторного оборудования;
• отсутствие вспышки;
• прочность соединений;
• выполнение высокоточных соединений;
• отсутствие вибрации;
• минимальное тепловое воздействие;
• возможность сварки смол различного состава и окраски.

Трансмиссионная лазерная сварка — наиболее популярный вид. Луч проходит через верхний слой и разогревает нижний, из-за чего происходит их спаивание. Верхний слой должен быть прозрачным или окрашенным так, чтобы пропускать луч лазера. Раньше такая сварка не позволяла выполнить задачу, если оба слоя прозрачны или непрозрачны. Теперь же такая возможность существует.

Оборудование трансмиссионной лазерной сварки включает два типа лазера: неодимный лазер на алюмоиттриевом гранате с длиной волны 1064 нм и диоды, производимые из полупроводников, с диапазоном волн 800 и 1000 нм. Их компактность обеспечивает установку на роботизированные системы. Для сварки пластмасс также применяются лазеры на углекислом газе. Они излучают свет с рабочей длиной волны 10600 нм. Это обеспечивает лучшее поглощение пластмассой, чем у вышеупомянутой установки. Но проникновение луча уступает по глубине, поэтому накладывает ограничения. Трансмиссионная лазерная сварка при использовании Nd:YAG или диодных лазеров мощно соединяет пластмассы толщиной более 1 мм со скоростью, превышающей 20 м/мин. Сварка тонких пленок с применением CO2 выполняется даже быстрее — до 750 м/мин.

Диапазон материалов довольно широк. Лазерная сварка может применяться для соединения практически всех термопластических материалов. А для таких, как жидкокристаллические полимеры и полифениленсульфид, необходимо еще добавление сажи, дабы увеличить степень поглощения излучения.