塑料激光焊接怎么選擇材料和顏色

如何選擇顏色

我們所說的激光焊接的塑料都屬于熱塑性塑料。其主要分為兩類，一類是無定型塑料，未添加色母時的表現為透明的材料，如 PC、PMMA等材料;另一類是半結晶塑料，未添加色母時表現為乳白或乳黃的材料，如PA、PBT等。

對于上層的激光穿透層塑料，所有的未添加色母的本色塑料，對于800- 1000nm的激光都是透明的。如果是使用無定型材料，其厚度沒有特定的要求。而如果使用半結晶材料作為激光穿透層，一般來講其穿透層塑料的設計厚度不要超過2mm。玻纖的加入對于激光穿透有一定的影響，加入的玻纖百分比越多，激光穿透層塑料的設計厚度要盡量小。

對于下層吸光塑料，普通的黑色塑料即可。

關于彩色塑料組合之間的焊接，一般來講，其焊接難度遵循下表：

最簡單的是使用本色的透光塑料焊接在黑色的吸光塑料上，此時激光焊接工藝最簡單，成本也最低。汽車零部件焊接應用使用的最多的組合是黑色透光塑料焊接在黑色吸光塑料上，其難點是使用黑色激光可穿透的塑料，即透光率滿足一定的要求。

比較難的是彩色塑料之間的激光焊接，盡管目前各大公司已經開發出彩色的激光可穿透色母，但是對于大批量生產，成本仍然過高，不推薦使用。

塑料的顏色如何獲得

塑料的顏色通常通過兩種方式得到：色粉或染料。色粉一般是有機或者無機結構，它們不能溶于塑料。有機色粉的著色能力比無機色粉強，但是不透明性較差。染料都是有機分子并且能溶于塑料，染料加入后不會看到任何顆粒，材料的透明度維持不變。

在塑料激光焊接中，上層材料要求激光可穿透，下層材料要求激光可吸收。對于下層材料，如果塑料的顏色對所用波長的激光吸收性能不好，可以加入吸光劑。

對于上層材料，顏色的加入會對激光穿透產生影響。一般的有顏色的塑料中，由于應用要求不透明性，塑料中加入的色粉都是無機色粉。無機色粉的顆粒相對較大，這些顆粒像半晶材料的結晶顆粒一樣，會對激光穿透產生折射與反射，影響激光的穿透率，從而影響焊接性能。

對于有顏色的塑料的激光焊接，最理想的方案是在塑料中加入有機染料或有機色粉，這些有機分子尺寸非常小，可以完全溶解于塑料而不影響塑料本身的激光穿透性能。但是，有機分子的色粉或染料的不透明性太差，一般在配色的時候還是要搭配無機色粉或添加劑。

彩色塑料的激光焊接要求上層塑料特殊配色，這一配色目前只有極少數幾家專業供應商有Know How，而且配色后色母或材料的價格也較普通的材料價格貴許多。因此，在實際應用中，需要盡量避免使用彩色的塑料進行激光焊接。