塑料焊接是实现塑料部件永久连接最有效的方法，传统的塑料焊接工艺包括超声波焊接、振动摩擦焊接、热板焊接等。

        随着激光行业的发展和激光器成本的降低，激光塑料焊接正逐渐取代传统的焊接方式。它是借助激光束产生的热量使塑料接触面熔化，进而将热塑性片材、薄膜或模塑零部件粘结在一起的技术。

表1为常见的传统塑料焊接的原理和优缺点总结。

        材料颜色的不同而焊接难易程度也不一样。透明/黑色塑料的激光焊接比较容易，其次是黑色/黑色塑料，但是对于透明/透明塑料和白色/白色塑料的激光焊接会比较难。

激光焊接对塑料的要求

        1.能够被激光焊接的塑料均属于热塑性塑料，理论上所有的热塑性塑料都能够被激光焊接。塑料激光焊接技术对被焊接塑料的要求为：在热作用区（下层）材料，要求对激光光波的吸收性好；不属于热作用区（上层）材料，则要求对激光光波的透过性好，尤其在对两件薄塑料件进行焊接时更是如此。一般向热作用区塑料中添加吸收剂以达到目的。

        2.无定形热塑性塑料，例如：PMMA等, 在1,200 nm的波长下仍具有较好的透光性；半结晶热塑性塑料，如PP, PA6, PA66等，对激光的透过性受其晶体内部散射的限制。因此，选用的波长不能太长。无定形热塑性塑料的可见光VIS和近红外光NIR的发射率近似恒定，如PMMAR=10%；而半结晶性热塑性塑料的光反射随着内部散射的增加而增加。

        下图是几种不同塑料对于不同波长激光的穿透率。从图中可以发现波长范围为900 nm-1100 nm时，塑料对于激光的穿透率非常高，可以达到85%-95%。由于T（穿透率）+R（反射率）+A（吸收率）=1，而材料对于激光的反射率可以忽略不计，因此在这一波段，塑料对于激光的吸收率非常低，只有5%-10%都不到。而如果我们观察激光波段2000 nm-2100 nm，可以发现PMMA和PC等透明材料在这一波段的透光性只有5%-20%，相应的对激光的吸收率就会高达80%以上。

图3 几种不同塑料对于不同波长激光的穿透率（图片来源：www.laserpolymer.com）

        3.玻纤含量对激光透过率的影响：对于填充型聚合物材料来说，随着玻纤含量的增加，材料的透过率是呈现下降趋势的。

        对于部分吸收率低的热塑性塑料，一是选择合适的激光波长；二是通过添加激光增敏剂（如炭黑等），大大提高塑料对激光的吸收率。但是用碳黑作吸收剂会使激光焊接焊缝颜色变深，与母材颜色不同，这对透明度要求高的材料就不适合了，例如医药、包装和消费产品等对产品要求透明。

        此时，我们可以选择中红外或者远红外焊接光源进行焊接。激光透射焊接中，两种对近红外线激光都透射的材料（通常是透明或者白色的），由于对近红外光的吸收很少，也不能用于激光焊接。如此，使用2000 nm 波长范围的激光焊接透明塑料时会有很好的效果。

激光焊接尼龙的改性

        1.尼龙材料常需要特殊改性来提高激光透过率至20%-50%，以便达到良好的激光焊接性能。

        2.在玻纤增强尼龙体系中，扁平玻纤比圆形玻纤对激光透光率的改善效果更佳，但扁平玻纤增强尼龙的物理性能会略微比圆形玻纤增强尼龙的弱。

        3.将尼龙66与尼龙6进行复合，能够材料的激光透过率会显著提升，但强度和耐热性能有所衰减。

        目前，塑料激光焊接主要应用于汽车行业、医疗行业以及电子电器行业等。

        1、塑料激光焊接在汽车零部件上的应用

        在智能出行的背景下，电动化、智能化、网络化成为汽车必然发展趋势，因此需要更多包括动力电池以及与智能控制相关的汽车电子部件，包括各种传感器、微电机、雷达、摄像头、油泵/水泵、智能刹车、智能车锁等汽车精密零部件。这些精密零部件的制造过程中，需要用到很多的特殊的塑料材料和加工工艺，包括塑料/塑料焊接、塑料/金属粘接密封问题，传统的超声波塑料焊接和胶粘密封在很多场合无法满足要求。

        塑料激光焊接可焊超大制件、超小制件、超薄塑件，非摩擦、无焊渣，焊缝平整、美观，无振动，不影响内部元器件，是一种洁净的焊接方式，可完美解决精密电子部件塑料结构件的焊接问题。

        此外，汽车的车灯、仪表盘等部件，塑料激光焊接技术也得到了广泛应用。

        2、塑料激光焊接在电子器件产品上的应用

        塑料激光焊接在精密塑料电子电器行业应用也较为普遍，例如手机零部件（机壳，耳机座，USB 座），鼠标，连接器，开关等。

        3、塑料激光焊接在医疗器械上的应用

        由于激光焊接可制作出密封以及真空的无菌产品， 在医学器械以及无菌环境设备领域也有着不俗的表现。例如输液袋、导管、过滤器材、软管接头、助听器、支架等。