汽车和医疗行业对塑料清洁焊接技术的需求日益增长。塑料清洁焊接是指在焊接过程中不产生任何污染物和颗粒物。消除污染物和颗粒物有利于提高塑料焊接强度和改善外观。

区别于清洁焊接，常规焊接技术如超声波焊接、旋转焊接和振动摩擦焊接，在焊接过程中因相互摩擦会产生不同大小的颗粒物，在医疗和汽车行业中应用受到限制。

Dukane杜肯公司清洁塑料焊机设备

1. 清洁塑料焊接技术优点？

典型的清洁焊接工艺包括 红外焊接，红外预热振动摩擦焊接，热气焊接和激光焊接。因为该类工艺采用非接触式方法对部件焊缝进行加热熔化并粘接，所以有以下优点：

• 非接触保证焊缝无机械应力残余，产生更高的焊接强度。
• 无颗粒物污染。加热和熔化焊缝时，两个部件之间没有任何摩擦或冲击，不产生颗粒物。
• 不会对内部元件和结构，造成高频/低频冲击破坏；

• 外观更漂亮。

2. 哪些应用需要清洁塑料焊接技术？

Ø 电子、家用电器和消费品行业提供更美观、经济、耐用的产品。

Ø 洁净室环境中大规模生产一次性医疗器械，手术设备，诊断设备和其他组件。采用无污染的清洁焊接是不二之选。

3. 新趋势：清洁焊接- 红外&红外预热振动摩擦&热气&激光3.1 红外焊接

使用红外发射器直接加热部件焊接区域，经过足够长的时间以产生熔融层。一旦塑料表面熔化，红外发射器退出，然后将部件压在一起，直至凝固形成连接。

3.1红外焊接

使用红外发射器直接加热部件焊接区域，经过足够长的时间以产生熔融层。一旦塑料表面熔化，红外发射器退出，然后将部件压在一起，直至凝固形成连接。

优点：

• 清洁焊接，无颗粒物污染，无飞边外观美观，焊接强度大。
• 轻松焊接各种轮廓和尺寸的塑料零件，比振动摩擦焊接适用范围更广。
• 能够焊接较低硬度和刚度的材料。
• 能够连接不同种塑料，例如TPE与PP+GF30。
• 采用非接触加热，因此无加热装置磨损问题，维护简单。

汽车，医疗，消费品和许多其他行业采用红外对塑料进行焊接。焊接过程中材料性能降解和内部组件热损伤（烧伤灯具涂层）是可能遇到的两个问题。

3.2 红外预热振动摩擦焊接

振动焊接，众所周知，是一种线性摩擦的焊接方法。红外预热振动焊接，是指在循环开始时增加红外预热，软化焊筋以减少振动过程中产生的颗粒物，是一种相对较新、更加“清洁”的塑料焊接方法。

相比较红外焊接，红外预热振动摩擦避免了因红外长时间加热导致材料降解的问题，以及对其它组件造成热损伤的风险。相比较传统的振动摩擦焊接，无颗粒物污染，外观更好。

下图中左边是采用传统振动摩擦焊接，外观有不规则飞边和毛刺，内部还有颗粒物。右图是采用红外预热振动摩擦焊接，焊缝圆整干净，内部无颗粒物污染。

下图是颗粒物产生示意。左图是上下零件在冷态干摩擦下，产生很多颗粒物。右图上下零件在热态软化的条件下，无颗粒物产生。

3.3 激光焊接

使用一种精确的红外激光束。激光束通过上层透射材料传输，然后被下层材料表面吸收。这两种材料紧密接触，当激光能量被吸收时，它们之间连接处升温并熔化，最终形成化学连接。

优点：

• 焊缝清洁，无颗粒物污染。采用红外激光束而非摩擦加热方式，因此焊接过程不产生颗粒物。同时，可以精准的控制加热区的位置和大小，因此溢料控制更灵活简单。
• 焊接强度接近母体材料。
• 快。能量的高度集中意味着塑料的加热速度非常快。
• 热影响区域控制精准。因此，非常适合小型化的电子电气产品。
• 无有害振动。避免了对内部元件的损伤。
• 机械和热应力很小。
• 高重复精度，非常适应大批量和自动化生产过程。
• 外观漂亮。

激光焊接系统，按照激光波长可分为：1um和2um的焊接系统。

目前广泛使用1um激光焊接系统，是采用上层透射+下层吸收原理进行连接。无法对上下均透明的零件进行焊接。2um激光焊接系统，是对上下零件同时加热，在结合处温度上升最快，从而熔化并形成连接。能够对上下均透明的零件进行焊接。目前Dukane杜肯提供1um和2um的激光焊接系统。

下图是1um激光焊接的产品。

下图是2um激光焊接的产品。

激光焊接工艺最适用于医疗器材，以及内部含有敏感电子元件和精密部件的外壳连接。激光焊接系统的初始投资通常较高，但是当考虑整个生产链和拥有成本时，这种装配工艺可以节省大量后期成本，其操作和维护成本低于其它焊接工艺。

来源：SoHU