光束整形：促进激光塑料焊接的发展

激光聚合物焊接是一种焊接塑料零件的方式，不会产生振动，接触和接触。如今，有四种更成熟的激光透射焊接方法（图1）。在型材焊接中，将激光束投射到要焊接的工件上，然后沿着待焊接区域的轮廓扫描激光束，从而将两个夹紧的塑料部件的扫描区域熔化并连接在一起。在准同步焊接中，两个扫描镜会以很高的速度使激光光斑沿轮廓多次偏转。用这种方法，几乎​​同时完成了整个图案的加热和连接。在同步焊接中，形状完全相同的图案轮廓会被激光束熔化并同时连接。在面罩焊接中，线性激光束穿过反射面罩，在面罩阴影区域下方是不需要连接的区域。具有M形强度分布的圆形平顶光束在型材焊接和准同步焊接中，玻璃纤维的端面会相应放大并成像到工件上。通常是平顶梁。但是，当沿焊接轮廓连续引导圆形平顶梁时，会导致沿引导方向输入的能量不均匀，即，中间能量输入高于边缘。因此，在激光焊接的聚合物中使用圆形平顶强度光束会导致在焊接过程中沿焊接方向的温度分布不均匀。这对过程窗口设置了限制。对于轮廓焊接和准同步焊接，M形点强度的分布更加方便。顾名思义，M形强度分布的圆形平顶光束以比中间位置更高的强度对边缘上的点进行成像。这确保了在焊接过程中沿焊接方向的均匀温度分布。图2显示了M型强度分布的点和含0.5 wt％炭黑的聚丙烯中的相应热影响区。这里的透热深度是指沿着光束被引导的方向的透热深度。