以往一段頗長時間,激光焊接未能在塑料的熔接上應用,這情況已逐漸改變,推出專門用于塑料焊接的激光設備,而新型的塑料和添加劑,令彩色塑料制品的激光焊接成為可能。塑料供應商亦不斷改進現有配方,藉此優(yōu)化塑料對激光的透射率或吸收率。各種因素配合下,令塑料制品的激光焊接工藝迅速發(fā)展。事實上,在某些應用中,激光焊接比超聲波焊接、振動焊接、熱平板焊接等工藝更具成本和性能方面的優(yōu)勢。
由于組成塑料的高分子的本怔吸收帶通常位于紫外和遠紅外區(qū)域,所以初只有CO2激光器被用于激光焊接的研究。但是通過攙雜和添加色素可極大地改變塑料的光學吸收特性,從而使塑料在可見光和近紅外區(qū)域的吸收大大增強,由原本激光透明的材料變成激光吸收材料,這樣傳統(tǒng)的Nd: YAG固體激光器(1064nm和倍頻532nm)和大功率GaAs半導體激光器(800nm-1000nm)以及新型光纖激光器都可以被用作激光焊接的光源。色素攙雜同時也改變了原來塑料焊接的特性和參數,使之更適合于某種特殊應用。
掩模焊接是一種借助掩模,基于輪廓焊接或著同步焊接方法的流程,其原理與芯片制造上的光刻技術相似。這種流程主要使用在復雜的幾何焊接圖案上,小接縫寬度大于100μm。掩模往往是由薄片或金屬化的玻璃制成。由于制作掩模比較繁瑣,所做的掩模只針對一個焊接幾何圖案,所以掩模焊接往往缺乏靈活性,但適合大批量的焊接加工。
自從激光問世 ,人們就開始研究如何把激光作為工具來對材料進行加工。早在上個世紀70年代,汽車工業(yè)就開始嘗試用激光來進行材料加工。在工業(yè)上個用激光進行塑料焊接實際應用的是1998年Marquardt公司用半導體激光器批量制造電子汽車鑰匙,黑色聚合物 (PA)材料的鑰匙蓋子被焊接到同樣是黑色但對激光波長透明的PA鑰匙殼上。