Obecnie wiele produktów (m.in. przemysł półprzewodników samochodowych, przemysł farmaceutyczny, spożywczy itp.) ma bardzo wysokie wymagania dotyczące dokładności obróbki i estetyki wyglądu, co sprawia, że spawanie laserowe jest procesem niezbędnym do produkcji tych wyrobów i sprzyja dalszemu rozwojowi technologii spawania laserowego.
Im bliższa jest kompatybilność, temperatura stapiania i dopasowanie spawania laserowego tworzyw sztucznych, tym lepszy będzie efekt. Metody stosowania spawania laserowego tworzyw sztucznych różnią się od metod spawania metali i obejmują sekwencyjne spawanie obwodowe, spawanie quasi-synchroniczne, spawanie synchroniczne i spawanie z użyciem maski napromieniowującej.
1. Spawanie konturowe
Laser porusza się wzdłuż konturu zgrzewanej warstwy tworzywa sztucznego i topi ją, stopniowo wiążąc ze sobą warstwy tworzywa; lub warstwa warstwowa jest przesuwana wzdłuż nieruchomej wiązki lasera, aby osiągnąć cel spawania.
W zastosowaniach praktycznych spawanie konturowe stawia wyższe wymagania jakościowe elementom formowanym wtryskowo, szczególnie w zastosowaniach ze złożonymi liniami spawalniczymi, takimi jak separatory oleju i gazu. Podczas spawania konturowego można osiągnąć pewną głębokość wtopienia linii zgrzewania podczas procesu zgrzewania laserowego tworzyw sztucznych, jednak wnikanie to jest bardzo małe i niekontrolowane, co wymaga, aby odkształcenie wyprasek nie było zbyt duże.
2. Spawanie jednoczesne
Wiązka laserowa z wielu laserów diodowych jest kształtowana przez elementy optyczne. Wiązka lasera prowadzona jest wzdłuż konturu warstwy zgrzewanej, generując jednocześnie ciepło na spoinie, dzięki czemu cały kontur topi się i jednocześnie łączy. Razem.
Spawanie symultaniczne stosowane jest głównie w przemyśle motoryzacyjnym, oświetleniowym i medycznym. Spawanie symultaniczne to wielowiązkowa, optycznie ukształtowana plamka świetlna, która prezentuje trajektorię spawania. Jego cechą charakterystyczną jest redukcja naprężeń wewnętrznych. Ponieważ wymagania są stosunkowo wysokie, a ogólna cena jest stosunkowo wysoka, jest szeroko stosowany w leczeniu.
3. Skanuj spawanie
Spawanie skaningowe nazywane jest również spawaniem quasi-synchronicznym. Technologia spawania skaningowego łączy w sobie dwie powyższe technologie spawania: sekwencyjne spawanie obwodowe i spawanie synchroniczne. Odbłyśnik generuje wiązkę lasera o dużej prędkości z prędkością 10 metrów na sekundę i przemieszcza się wzdłuż spawanej części, powodując stopniowe nagrzewanie się i stapianie całej spawanej części.
Najpowszechniej stosowane jest spawanie quasi-synchroniczne. W przemyśle motoryzacyjnym i częściach samochodowych wykorzystuje wewnątrz galwanometr wysokiej częstotliwości XY. Jego istotą jest kontrolowanie zapadania się spawów tworzyw sztucznych pomiędzy dwoma materiałami. Spawanie konturowe spowoduje duże naprężenia wewnętrzne, które będą miały wpływ na uszczelnienie przedmiotu. Quasi-synchroniczna jest metodą skanowania o dużej prędkości i współpracuje z kontrolą prądu, dzięki czemu może skutecznie eliminować naprężenia wewnętrzne.
4. Spawanie walcowe
Spawanie walcowe to innowacyjny proces laserowego spawania tworzyw sztucznych, który występuje w wielu różnych formach. Istnieją dwie główne formy spawania walcowego:
Pierwszym z nich jest spawanie kulowe Globo. Na końcu soczewki lasera znajduje się szklana kulka na poduszce powietrznej. Ta szklana kula pełni również rolę ogniskowania lasera i mocowania plastikowych części. Podczas procesu spawania soczewka Globo jest napędzana przez platformę ruchową i toczy się wzdłuż linii spawania, aby zakończyć spawanie. Cały proces jest tak prosty, jak pisanie długopisem. Proces spawania Globo nie wymaga skomplikowanych mocowań górnych, a jedynie wykonanie dolnej formy podtrzymującej produkt. Istnieje również wariant procesu zgrzewania kulowego Globo, proces zgrzewania rolkowego. Różnica polega na tym, że szklana kula na końcu soczewki zostaje zamieniona na cylindryczny szklany cylinder, aby uzyskać szerszy odcinek linii lasera. Spawanie rolkowe nadaje się do szerszego spawania.
Drugi to proces spawania TwinWeld. Ten proces spawania laserowego tworzyw sztucznych dodaje metalowe koło dociskowe na końcu soczewki. Podczas procesu spawania koło dociskowe dociska krawędź linii spawania w celu spawania. Zaletą tego procesu spawania laserowego tworzyw sztucznych jest to, że metalowe koło dociskowe nie ulega zużyciu, co sprzyja produkcji na dużą skalę. Jednakże nacisk koła dociskowego działa na krawędź linii spawania, co z łatwością generuje moment obrotowy i powoduje różne wady spawalnicze. Jednocześnie, ze względu na stosunkowo złożoną budowę soczewki, powoduje to pewne trudności w programowaniu spawania.
5. Spawanie maski napromieniającej
Wiązka laserowa jest umieszczana przez szablon w celu stopienia i połączenia tworzywa sztucznego. Szablon odsłania jedynie mały i precyzyjny obszar spawania na znajdującej się poniżej warstwie tworzywa sztucznego. Wiązka lasera podgrzewa jedynie tę część produktu, która nie jest zakryta przez maskę. Dzięki tej technologii można osiągnąć wysoką precyzję spawania do 10 mikronów.
Elementy mikroprzepływowe można spawać precyzyjnie i bezpiecznie, stosując zasadę zgrzewania maskowego. Geometria kanału pozostaje nienaruszona, co zapobiega przedostawaniu się stopu do wąskich kanałów o średnicy zaledwie 200 µm.