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在最近成功完成的德國(guó)研發(fā)項(xiàng)目SeQuLas中，弗勞恩霍夫激光技術(shù)研究所與另外三個(gè)工業(yè)合作伙伴開(kāi)發(fā)了一種新的焊接工藝，可以在透明塑料部件中產(chǎn)生最小的焊縫。

　　該工藝采用銩光纖激光器，因?yàn)檫@種激光器有一種明顯的優(yōu)勢(shì)：由于塑料能很好地吸收激光對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)，所以該工藝不需要使用炭黑等額外的吸收劑。該工藝適用于醫(yī)療技術(shù)，因此可以提高此類(lèi)零件的工業(yè)生產(chǎn)的靈活性和效率。

弗勞恩霍夫激光技術(shù)研究所表示，在生命科學(xué)領(lǐng)域，微流控芯片已經(jīng)證明了它們的價(jià)值，因?yàn)樗鼈兛梢杂行У剡\(yùn)輸、混合和過(guò)濾哪怕是最小數(shù)量的液體。但是，這些液體依然存在一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)：封裝集成在芯片中的微通道。

　　傳統(tǒng)的焊接技術(shù)在千分尺范圍內(nèi)達(dá)到了極限。在它的位置上，無(wú)吸收激光傳輸焊接具有高精度和靈活性，是理想的解決方案。

　　弗勞恩霍夫激光技術(shù)研究所采用發(fā)射波長(zhǎng)為1940 nm的銩光纖激光器作為光源，因?yàn)樗芰显谶@個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)具有自然吸收能力。由于不需要額外的吸收材料，芯片的透明度在激光處理過(guò)程中不會(huì)受到影響。

　　然而，這種形式的無(wú)吸收激光傳輸焊接存在一個(gè)問(wèn)題：體吸收產(chǎn)生了一個(gè)熱影響區(qū)(HAZ)，它垂直地延伸到組件的整個(gè)橫截面上。熔融過(guò)程中的熱膨脹促進(jìn)了氣孔和裂紋的形成，從而導(dǎo)致焊縫結(jié)構(gòu)出現(xiàn)泄漏。此外，有一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)，尤其是在平面組件上，材料會(huì)翹曲。

　　準(zhǔn)同步可以減少熱影響區(qū)垂直擴(kuò)展。在此過(guò)程中，激光束在掃描系統(tǒng)的幫助下以高速沿焊縫輪廓多次被引導(dǎo)。這種方法使整個(gè)焊縫輪廓同時(shí)加熱，否則只在繞焊中依次熔化。

　　在第二步，弗勞恩霍夫激光技術(shù)研究所的項(xiàng)目合作伙伴開(kāi)發(fā)了激光焊接工藝的過(guò)程控制。集成在光束路徑中的高溫計(jì)測(cè)量焊接過(guò)程中組件的溫度。通過(guò)將測(cè)量信號(hào)與掃描鏡的位置相耦合，它們可以以空間分辨的方式記錄組件中的熱量分布。通過(guò)這種方法，可以在焊接過(guò)程中記錄和精確定位熱損傷。

　　因此，新開(kāi)發(fā)的焊接工藝可以對(duì)溫度偏差做出快速反應(yīng)，并相應(yīng)地控制激光功率。這樣可以保證沿焊縫輪廓的均勻性。