塑料激光焊接不會(hui) 產(chan) 生飛邊、粉塵或者煙氣，它是一種熱影響範圍非常小的清潔焊接工藝。自動化塑料激光焊接設備能實現非常高的產(chan) 量，同時幾乎不需要任何日常耗材，設備的維護也相當簡單。

　　高分子材料的多樣化發展及其性能的不斷提高，讓越來越多的汽車部件開始使用塑料製件，這一趨勢使得塑料焊接技術在汽車零部件行業(ye) 得到廣泛應用。除了傳(chuan) 統的超聲波焊接、摩擦焊接及熱板焊接等以外，激光焊接作為(wei) 一種有效的補充，日益被汽車零部件廠商所重視。本文主要介紹瑞士萊丹公司的塑料激光焊接技術在揚州奧力威公司（以下簡稱“奧力威公司”）氣液分離器焊接項目上的應用。

　　氣液分離器（LVS）

　　汽車製造廠商一直以來都是環保技術的引領者，原因在於(yu) 越來越多的購車者將省油及環保作為(wei) 首要考慮因素，這使得廠家的研發部門持續不斷地對產(chan) 品進行改進，以期達到省油及低排放的目的。新研發的氣液分離器能夠幫助整個(ge) 汽車油箱係統進一步實現省油以及降低排放。

　　在汽車工業(ye) 早期，油料經過燃燒後直接排放進入大氣，不經過過濾及尾氣處理。這使得未經充分燃燒的氣態油料及有害氣體(ti) 進入大氣。如今，汽車行業(ye) 有多種方法來淨化油箱係統產(chan) 生的廢氣，氣液分離器就是其中的一種。氣液分離器放置在油箱及活性炭罐的中間，主要用於(yu) 分離氣態的汽油並將其回收，同時將廢氣傳(chuan) 送給下一環節處理。

　　油箱係統內(nei) 溫度的變化會(hui) 導致油箱內(nei) 壓力變化，飽和氣體(ti) 在降溫或者加壓過程中，一部分可凝氣體(ti) 組分會(hui) 形成小液滴隨氣體(ti) 一起流動，這會(hui) 導致油箱係統內(nei) 有部分汽油變成氣態。氣液分離器將氣態汽油截流，使其返回到油箱，而將廢氣輸送到活性炭罐過濾。由此，氣液分離器起到了省油以及保護環境的作用。

　　項目背景

　　氣液分離器是油箱係統的主要部件之一，每一種車型的氣液分離器都略有差別，它們(men) 主要通過注塑或者吹塑成形。

　　該項目的氣液分離器為(wei) 大眾(zhong) 的Polo車型設計，亞(ya) 普汽車部件有限公司（以下簡稱“亞(ya) 普公司”）負責這一產(chan) 品的組織生產(chan) 。亞(ya) 普公司選擇了塑料激光焊接來完成該產(chan) 品的封裝，該產(chan) 品主要由注塑的POM上蓋和殼體(ti) 組成，每年產(chan) 量在15萬(wan) 套左右。整個(ge) 氣液分離器的壓力要求為(wei) 0.3 MPa，在產(chan) 品的某些部位出於(yu) 焊接強度要求，加有凸點及凸出的焊接線（見圖）。
　　奧力威公司是亞(ya) 普公司的供應商，負責該產(chan) 品的焊接工藝設計。項目初始，奧力威公司嚐試了許多種塑料焊接工藝，比如超聲波焊接、振動摩擦焊、塑料激光焊接以及熱板焊接等。最終，塑料激光焊接工藝的效果讓奧力威公司決(jue) 定選用萊丹公司的GLOBO塑料激光焊接工藝。

　　萊丹公司是知名的塑料激光焊接工藝提供商，除了擁有準同步焊接等通用激光焊接工藝外，還有掩膜焊接、GLOBO焊接及放射狀焊接等專(zhuan) 利工藝。所有的焊接工藝都可以通過萊丹公司的交鑰匙工作站或者客戶自己集成係統實現。

　　本項目中，奧力威公司使用深圳遠望自動化公司為(wei) 其集成塑料激光焊接係統，萊丹公司提供激光器及鏡頭，並提供相關(guan) 的技術谘詢。

　　塑料激光焊接原理

　　塑料激光焊接要求焊接的兩(liang) 層塑料對激光有不同的穿透或吸收性能，上層為(wei) 激光可穿透材料，下層為(wei) 激光可吸收材料。焊接時，激光穿透上層材料，在下層材料表麵激光能量被吸收。激光能量被吸收後轉變成熱能，下層材料表麵融化。由於(yu) 上下層塑料在焊接時有夾具夾緊，因此下層的熱量會(hui) 傳(chuan) 導到上層材料，從(cong) 而使上層材料焊接麵融化。這一熱量傳(chuan) 導的影響範圍隻局限在上下層材料焊接麵上很淺的一層，不會(hui) 影響工件的其他部位。因此，塑料激光焊接不會(hui) 產(chan) 生飛邊、粉塵或者煙氣，它是一種熱影響範圍非常小的清潔焊接工藝。
如前文所述，塑料激光焊接時需要用夾具將上下塑料件夾緊，以保證上下焊接麵緊密貼合。而本項目采用的萊丹公司GLOBO焊接工藝，其GLOBO鏡頭端部本身已經集成了一個(ge) 氣墊式的玻璃球夾具裝置，這個(ge) 玻璃球不僅(jin) 可以聚焦激光能量，同時也充當夾具夾緊。玻璃球還可以無摩擦地在工件表麵任意滾動，可以焊接形狀複雜、三維及大尺寸工件。

　　項目挑戰

　　為(wei) 保證氣液分離器內(nei) 部能承受足夠壓力，在分離器殼體(ti) 內(nei) 的某些部位加入了特殊的焊接點（線）以提高焊接強度。但是，這些增加的焊接柱及焊接筋增大了焊接的難度。與(yu) 塑料激光焊接相比，普通的塑料焊接方法不能達到很高的工藝穩定性及焊接強度。增加的五個(ge) 焊接點位及叉狀焊接筋成凸起狀，使用普通的夾具很難在這些位置提供足夠的焊接壓力，而GLOBO焊接工藝通過鏡頭端部的玻璃球接觸工件，可以非常方便地在這些凸起的位置施加焊接壓力。同時，鏡頭將焊接能量精確傳(chuan) 導到焊接點，達到優(you) 質的焊接效果。

　　項目實現

　　本項目采用的是客戶集成焊接係統，為(wei) 保證高產(chan) 量，係統采用了四工位的旋轉工作台。操作工隻需要將工件放入夾具，按下工作台上的起動按鈕，夾具就會(hui) 旋轉入焊接位置。運動平台帶著GLOBO鏡頭沿著工件表麵的焊接路徑移動來完成焊接。焊接所需要的壓力通過一個(ge) 接入GLOBO鏡頭的可調小氣缸來提供。焊接凸起的焊接點及焊接筋的時候，不需要更改焊接程序及參數，隻需在鏡頭行程途中對高度做補償(chang) 即可。

　　在工件焊接的時候，操作工可以在旋轉工作台空的裝夾工位放置工件。前一個(ge) 工件焊完，即可起動按鈕進行新工件的焊接。
總結

　　實踐證明，GLOBO焊接非常適合異形、三維或大尺寸工件的焊接。自動化塑料激光焊接設備能達到非常高的產(chan) 量，同時幾乎不需要任何日常耗材，設備的維護也相當簡單。在汽車行業(ye) ，萊丹公司的GLOBO、準同步以及輪廓焊等塑料激光焊接工藝被廣泛使用在各類傳(chuan) 感器、車燈、儀(yi) 表板、油罐、進氣歧管及門鎖係統等產(chan) 品的焊接上。