塑料激光焊接技术助力汽车制造

随着社会的飞速发展，人们对汽车节能减排和安全性的要求越来越高，汽车生产厂商都在寻求汽车轻量化的制造工艺，改变传统零部件封装工艺等。塑料激光焊接工艺应运而生，下面就来看一下塑料激光焊接技术在汽车制造领域的应用。

汽车上的一件塑料成品可能由多种材料或部件制成，要将各部件结合起来，可使用机械固定件、粘合剂及焊接工艺加工。

在这三种接合方式中，机械固定件可快速将两种部件连接，但接缝的防漏功能较差，局部应力也会使聚合物材料之间脱离；粘合剂可形成防漏功能优良的接缝，可是其处理难度较大，固化速度慢。同时，采纳粘合剂粘合时，接缝准备程序和表面清洁度要求较高；而焊接工艺的效果更佳，可产生粘合稳固的接缝，其力学性能接近于母体材料，且焊接形式多样，可依据不同材料、尺寸和用途而使用不同的焊接工艺。

塑料部件的焊接

所谓塑料部件的焊接，就是采纳加热的方式使两个热塑性塑料部件的表面同时熔融，在外力的作用下使两个部件结合为一体。

塑料焊接工艺可分为两类：一是机械移动式焊接工艺，包括超声波焊接、摩擦焊接和振动焊接；二是外部加热式焊接工艺，包括热板焊接、热气焊接和植入焊接。依据加热方式的不同，还可以分为加热工具焊接、感应焊接、超声波焊接、高频焊接、热板焊接、激光焊接、振动摩擦焊接、红外线焊接、热桩焊接以及热风焊接等。

在现代车辆的外装饰件、内装饰件、功能件与结构件上，各处可以看到塑料制件的影子。由塑料代替传统的金属材料，达到了非常突出的减重效果，这对于节省能源、降低温室气体排放都具有重要的意义。

如汽车塑料进气歧管替代金属可减轻40%~60%的质量，且表面光清、流动阻力小，可提高发动机性能，并在提高燃烧效率、降低油耗和减振降噪方面都可起到助力的作用。据统计，汽车用塑料品种目前已达几十种，包括聚丙烯、聚乙烯、聚氨酯、聚氯乙烯、ABS、尼龙和热固性复合材料等。平均每辆汽车塑料用量已占汽车自重的5%~10%，轻量化、安全性和装饰性的要求也带动了塑料激光焊接技术在汽车领域的进展。

汽车制造领域的案例

目前，塑料激光焊接技术已被成功地运用于汽车保险杠、仪表板和仪表盘、刹车灯、安全气囊、汽车工具箱、汽车门板以及其他与发动机有关的零部件制造工业中。随着很多传统使用金属的零部件开始用塑料代替，如进气歧管、仪表指针、散热器加固、油箱和过滤器等，塑料焊接领域的新技术应用及技术讨论得到了特别好的进展机遇，低能耗、高效率、无毒且无污染的焊接设备将成为今后汽车焊接线上的技术进步趋势。

例如，松盛光电塑料激光焊接可利用高能量密度的激光热源，实现塑料接合面温度的最佳化，以保证塑料激光焊接过程的高速度和高精度化；通过激光束形状和尺寸的变化，可以将热影响区和接合区域控制到很小的程度。焊接区域的外表面看不到焊接形成的痕迹，也看不到由焊接所形成的损伤；976nm/2μm多波段焊接头可选，自带CCD同轴测温接口，可实时监测焊点恒温焊接；对零部件的形状和尺寸没有限制，使零部件的设计自由度有一个飞跃性的提高；非接触加工（连接的零部件和热源没有物理性的接触），容易维持医疗及食品器械等的卫生安全；激光光束传送自由度高，容易实现自动化。这些技术优势也为其在汽车制造领域的广泛应用提供了基石。

本文来源：松盛光电

来源：荣格-《国际汽车设计及制造》

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