我們(men) 傳(chuan) 統意義(yi) 上的塑料激光焊接指的是激光穿透焊接，上層塑料要能夠讓激光可以穿透，下層工件要能夠吸收激光的能量。因此，上層塑料部件一般為(wei) 本色塑料，下層塑料一般為(wei) 黑色塑料。

    塑料激光穿透焊接最大的問題在於(yu) 焊接透明與(yu) 透明的材料，比如醫療行業(ye) 大量使用的PC與(yu) PC之間的焊接。由於(yu) 上下塑料都是激光可穿透的部件，缺乏激光吸收層，因此如果要使用塑料激光穿透焊接工藝，就必須要在焊縫處塗上Clear Weld等吸光劑，借由吸光劑吸收激光能量來融化焊縫處進行焊接。然而這一工藝很少被客戶批量生產(chan) 采用，原因在於(yu) 一方麵激光吸收劑會(hui) 產(chan) 生額外的耗材成本，增加生產(chan) 成本；另一方麵，生產(chan) 上多一道噴塗工藝會(hui) 額外增加設備、耗材及製造風險 最近幾年，新的塑料激光焊接技術解決(jue) 了透明和透明塑料的焊接問題。這一透明塑料的激光焊接方式來源於(yu) 塑料對於(yu) 不同波段激光所表現出來的不同穿透與(yu) 吸收特性。

不同塑料激光穿透率

      筆者找到了一張不同材料對於(yu) 不同波長激光的穿透率的圖表。傳(chuan) 統的塑料激光穿透焊接使用的激光波長一般在900-1000nm，可以看到在這一波段，塑料對於(yu) 激光的穿透率非常高，可以達到85-95%。由於(yu) T（穿透率）+R（反射率）+A（吸收率）=1，材料對於(yu) 激光的反射率可以忽略不計，因此在這一波段，塑料對於(yu) 激光的吸收率非常低，隻有5-10%都不到。而如果我們(men) 觀察激光波段2000-2100nm，我們(men) 發現PMMA和PC等透明材料在這一波段的透光性隻有5-20%，相應的對激光的吸收率就會(hui) 高達80%以上。如此，如果使用2000nm左右的激光，就可以對透明的塑料材料進行激光焊接。但這又會(hui) 產(chan) 生另一個(ge) 問題，上下兩(liang) 個(ge) 透明的塑料都能夠吸收激光的功率，如何才能實現有效的焊接呢？

激光穿透塑料時的表現

       在激光打到塑料上時，如果塑料表麵有很高的吸光效能，比如材料是黑色的。或者在激光的焦點處，此時大部分的激光能量都會(hui) 被材料表麵吸收進而熔化塑料進行焊接。如果材料在遠離激光焦點的位置，激光通過的時候，能量會(hui) 被塑料通體(ti) 吸收，塑料發燙但不足以熔化材料。 因此，對於(yu) 透明塑料的激光焊接，我們(men) 選取2000nm左右波段的激光以確保PC、PMMA等透明塑料可以吸收激光的能量。我們(men) 還需要使用極短焦距的激光頭將光束聚焦成光斑，這種鏡頭的特性在於(yu) 鏡頭出光口的光束直徑要遠大於(yu) 焦點的光斑。在激光通過上層工件時，由於(yu) 光束直徑很大，因此其能量密度不足以熔化上層工件。而激光的焦點就在焊縫處，由於(yu) 焦點足夠的能量密度將塑料熔化完成焊接。