CN109353013A - 激光焊接塑料的监测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了激光焊接塑料的监测方法，用于监测塑料焊接的良率。上述的激光焊接塑料的监测方法，包括如下步骤：在所述下塑料层远离所述上塑料层的一面设置一反射层，所述反射层将穿过所述下塑料层的激光反射至再次穿过下塑料层、上塑料层；采用激光探头检测穿出所述上塑料层的激光的能量；将所述激光的能量与预设值进行比较，所述激光的能量值在预设值范围内时，上塑料层与下塑料层焊接成功；所述激光的能量值超出激光的能量的预设值范围时，上塑料层与下塑料层焊接不良。本发明所述激光焊接塑料的监测方法，快速、高效，可以提高焊接效率。

Description

激光焊接塑料的监测方法
技术领域
本发明涉及激光焊接技术领域，具体涉及激光焊接塑料的监测方法。
背景技术
透明塑料应用广泛，透明塑料在很多场合需要进行焊接。目前常用激光器进行焊接。透明塑料常用于医疗、汽车领域，对产品良率要求极高，如汽车油滤器等密封性要求较高的产品，一旦发生泄漏则很可能导致严重危害。
而目前对激光塑料焊接缺乏有效的在线监测，通常是通过肉眼观察，或者对焊接后的产品进行测试，这样增加了后续的流程，降低了生产效率。
发明内容
基于此，本发明有必要提供一种快速、高效的激光焊接塑料的监测方法。
为了实现本发明的目的，本发明采用以下技术方案：
一种激光焊接塑料的监测方法，用于监测上塑料层与下塑料层焊接的良率，所述塑料焊接时，激光穿过上塑料层与下塑料层，所述的监测方法包括如下步骤：
在所述下塑料层远离所述上塑料层的一面设置一反射层，所述反射层将穿过所述下塑料层的激光反射至再次穿过下塑料层、上塑料层；
采用激光探头检测穿出所述上塑料层的激光的能量值；
将所述激光的能量值与激光能量的预设值进行比较，所述激光的能量值在预设值范围内时，上塑料层与下塑料层焊接成功；所述激光的能量值超出预设值范围时，上塑料层与下塑料层焊接不良。
上述的激光焊接塑料的监测方法，采用激光探头检测上塑料层反射的激光能量，即可得知塑料吸收的能量的多少，与预设值判断，即可确定塑料吸收的能量多少，即焊接是否成功，此方法不需要后续工序，检测速度快、效率高，可以提高焊接效率。
其中一些实施例中，所述激光能量的预设值范围的确定方法为：
在所述下塑料层远离所述上塑料层的一面设置一反射层，所述反射层将穿过所述下塑料层的激光反射至再次穿过下塑料层、上塑料层；
采用激光探头检测多组上塑料层与下塑料层焊接时穿出所述上塑料层的激光的能量值；
判断多组所述上塑料层与下塑料层焊接是否成功；
确定所述上塑料层与下塑料层焊接成功时所述激光的能量值的范围。
其中一些实施例中，所述的激光焊接塑料的监测方法，包括如下步骤：
在所述下塑料层远离所述上塑料层的一面设置一反射层，所述反射层将穿过所述下塑料层的激光反射至再次穿过下塑料层、上塑料层；
采用全反射镜片反射穿过上塑料层的激光；
采用激光探头检测穿出所述全反射镜片的激光的能量值；
将所述激光的能量值与激光能量的预设值进行比较，所述激光的能量值在预设值范围内时，上塑料层与下塑料层焊接成功；所述激光的能量值超出预设值范围时，上塑料层与下塑料层焊接不良。
其中一些实施例中，所述激光能量的预设值范围的确定方法为：
在所述下塑料层远离所述上塑料层的一面设置一反射层，所述反射层将穿过所述下塑料层的激光反射至再次穿过下塑料层、上塑料层；
采用全反射镜片反射穿过上塑料层的激光；
采用激光探头检测多组上塑料层与下塑料层焊接时穿出所述全反射镜片的激光的能量值；
判断多组所述上塑料层与下塑料层接是否成功；
确定所述上塑料层与下塑料层焊接成功时所述激光的能量值的范围。
其中一些实施例中，所述全反射镜片与射出所述上塑料层的激光的方向之间呈45度角设置。
其中一些实施例中，所述激光探头连接在所述全反射镜片上。
其中一些实施例中，采用全反射镜片反射穿过上塑料层的激光之前，或采用激光探头检测穿出所述上塑料层的激光的能量值之前，采用聚焦镜片收集穿过所述上塑料层的激光。
其中一些实施例中，所述上塑料层抵接一透明塑料盖板，所述激光穿过所述透明塑料盖板、上塑料层及下塑料层，然后照射到抵接下塑料层的反射层，所述反射层将穿过下塑料层的激光反射至再次穿过下塑料层、上塑料层及透明塑料盖板，采用所述激光探头检测穿出所述透明塑料盖板的激光的能量值。
其中一些实施例中，所述塑料为可透光的透明塑料。
其中一些实施例中，所述反射层为铝合金板。
附图说明
图1是本发明实施例一所述激光焊接塑料的监测方法的示意图；
图2是本发明实施例二所述激光焊接塑料的监测方法的示意图；
图3是本发明实施例三所述激光焊接塑料的监测方法的示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
实施例一
请参照图1，本发明提供一种激光焊接塑料的监测方法，用于监测塑料焊接即上塑料层40与下塑料层50焊接的良率，塑料焊接时，采用激光10透过一准直镜片20，然后再通过一聚焦镜片30进行聚焦，最后穿过上塑料层40与下塑料层50，部分能量被上塑料层40与下塑料层50吸收，该监测方法包括如下步骤：
在下塑料层50远离上塑料层40的一面设置一反射层60，该反射层60将穿出下塑料层50的激光10反射至再次穿过下塑料层50、上塑料层40；采用激光探头70检测穿出上塑料层40的激光的能量值；将该激光的能量值与激光能量的预设值进行比较，该激光的能量值在预设值范围内时，上塑料层40与下塑料层50焊接成功；该激光的能量值超出预设值范围时，上塑料层40与下塑料层50焊接不良。
其中，上述的激光能量的预设值范围的确定方法为：
在下塑料层50远离上塑料层40的一面设置一反射层60，该反射层60将穿出下塑料层50的激光10反射至再次穿过下塑料层50、上塑料层40；采用激光探头70检测多组上塑料层40与下塑料层50焊接时穿出上塑料层40的激光的能量值；判断该多组上塑料层40与下塑料层50焊接是否成功；确定上塑料层40与下塑料层50焊接成功时激光的能量值的范围，即为激光能量的预设值范围。可以通过通常的测试方法测定是否焊接成功，例如抗跌落测试、肉眼观察等手段。
其中上述的上塑料层40与激光探头70之间的光路上设置了上述的聚焦镜片30，则反射层60将穿出下塑料层50的激光10反射至再次穿过下塑料层50、上塑料层40及聚焦镜片30，然后激光探头70检测穿出聚焦镜片30的激光的能量。这样对激光进行聚焦，减小激光的散射，使得检测的能量值更加准确。
上述的激光探头70连接在激光焊接设备上，并正对着下塑料层50、上塑料层40设置，以便能更好地检测到穿设出下塑料层50、上塑料层40的激光。
上述的上塑料层40与下塑料层50均为可透光的透明塑料。反射层60为铝合金板，由于铝对激光吸收率较低，大部分激光被反射出去。
当然，上述塑料焊接的可以不只是上塑料层40与下塑料层50，还可以包括更多个塑料层。例如上塑料层40包括需要焊接的两个塑料层，和/或，下塑料层50包括需要焊接的一个、两个或多个塑料层。
实施例二
请参照图2，与实施例一不同的是，在准直镜片20与聚焦镜片30之间设置一全反射镜片80，激光10通过准直镜片20射到全反射镜片80上，再通过全反射镜片80反射到上塑料层40，本实施例提供一种激光焊接塑料的监测方法，包括如下步骤：
在下塑料层50远离上塑料层40的一面设置一反射层60，该反射层60将穿出下塑料层50的激光10反射至再次穿过下塑料层50、上塑料层40；采用全反射镜片80反射穿过上塑料层40的激光；采用激光探头70检测穿出全反射镜片80的激光的能量值，该能量值相比反射的能量值较少；将该激光的能量值与激光能量的预设值进行比较，该激光的能量值在预设值范围内时，上塑料层40与下塑料层50焊接成功；该激光的能量值超出预设值范围时，上塑料层40与下塑料层50焊接不良。
其中，上述的激光能量的预设值范围的确定方法为：
在下塑料层50远离上塑料层40的一面设置一反射层60，该反射层60将穿出下塑料层50的激光10反射至再次穿过下塑料层50、上塑料层40；采用全反射镜片80反射穿过上塑料层40的激光；采用激光探头70检测多组上塑料层40与下塑料层50焊接时穿出全反射镜片80的激光的能量值；判断该多组上塑料层40与下塑料层50焊接是否成功；确定上塑料层40与下塑料层50焊接成功时激光的能量值的范围，即为激光能量的预设值范围。可以通过通常的测试方法测定是否焊接成功。
其中上述的上塑料层40与激光探头70之间的光路上设置了上述的聚焦镜片30，则反射层60将穿出下塑料层50的激光10反射至再次穿过下塑料层50、上塑料层40及聚焦镜片30，然后激光探头70检测穿出聚焦镜片30的激光的能量。这样对激光进行聚焦，减小激光的散射，使得检测的能量值更加准确。
上述的穿过上塑料层40的激光，先透过聚焦镜片30，再到全反射镜片80。
上述的全反射镜片80与射出上塑料层40的激光10的方向之间呈45度角设置，即全反射镜片80为45度全反射镜片。
上述的激光探头70连接在全反射镜片80上，激光探头70的入光面对着全反射镜片80的出射面的反面，或者，激光探头70的入光面对着聚焦镜片30透过的激光的方向。
实施例三
请参照图3，与实施例一或实施例二不同的是，上塑料层40抵接一透明塑料盖板90，激光穿过透明塑料盖板90、上塑料层40及下塑料层50，然后照射到抵接下塑料层50的反射层60，反射层60将穿过下塑料层50的激光反射至再次穿过下塑料层50、上塑料层40及透明塑料盖板90，采用激光探头70检测穿出透明塑料盖板90的激光的能量值。
上述的透明塑料盖板90优选为透明的蓝宝石板，其作用是导热、散热，防止上塑料层40及下塑料层50的热量过高。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种激光焊接塑料的监测方法，用于监测塑料焊接的良率，所述塑料焊接时，激光穿过上塑料层与下塑料层，其特征在于，包括如下步骤：
在所述下塑料层远离所述上塑料层的一面设置一反射层，所述反射层将穿过所述下塑料层的激光反射至再次穿过下塑料层、上塑料层；
采用激光探头检测穿出所述上塑料层的激光的能量值；
将所述激光的能量值与激光能量的预设值进行比较，所述激光的能量值在预设值范围内时，上塑料层与下塑料层焊接成功；所述激光的能量值超出预设值范围时，上塑料层与下塑料层焊接不良。
2.根据权利要求1所述的激光焊接塑料的监测方法，其特征在于，所述激光能量的预设值范围的确定方法为：
在所述下塑料层远离所述上塑料层的一面设置一反射层，所述反射层将穿过所述下塑料层的激光反射至再次穿过下塑料层、上塑料层；
采用激光探头检测多组上塑料层与下塑料层焊接时穿出所述上塑料层的激光的能量值；
判断多组所述上塑料层与下塑料层焊接是否成功；
确定所述上塑料层与下塑料层焊接成功时所述激光的能量值的范围。
3.根据权利要求1所述的激光焊接塑料的监测方法，其特征在于，包括如下步骤：
在所述下塑料层远离所述上塑料层的一面设置一反射层，所述反射层将穿过所述下塑料层的激光反射至再次穿过下塑料层、上塑料层；
采用全反射镜片反射穿过上塑料层的激光；
采用激光探头检测穿出所述全反射镜片的激光的能量值；
将所述激光的能量值与激光能量的预设值进行比较，所述激光的能量值在预设值范围内时，上塑料层与下塑料层焊接成功；所述激光的能量值超出预设值范围时，上塑料层与下塑料层焊接不良。
4.根据权利要求3所述的激光焊接塑料的监测方法，其特征在于，所述激光能量的预设值范围的确定方法为：
在所述下塑料层远离所述上塑料层的一面设置一反射层，所述反射层将穿过所述下塑料层的激光反射至再次穿过下塑料层、上塑料层；
采用全反射镜片反射穿过上塑料层的激光；
采用激光探头检测多组上塑料层与下塑料层焊接时穿出所述全反射镜片的激光的能量值；
判断多组所述上塑料层与下塑料层接是否成功；
确定所述上塑料层与下塑料层焊接成功时所述激光的能量值的范围。
5.根据权利要求3或4所述的激光焊接塑料的监测方法，其特征在于，所述全反射镜片与射出所述上塑料层的激光的方向之间呈45度角设置。
6.根据权利要求3或4所述的激光焊接塑料的监测方法，其特征在于，所述激光探头连接在所述全反射镜片上。
7.根据权利要求1-4任一项所述的激光焊接塑料的监测方法，其特征在于，采用全反射镜片反射穿过上塑料层的激光之前，或采用激光探头检测穿出所述上塑料层的激光的能量值之前，采用聚焦镜片收集穿过所述上塑料层的激光。
8.根据权利要求1-4任一项所述的激光焊接塑料的监测方法，其特征在于，所述上塑料层抵接一透明塑料盖板，所述激光穿过所述透明塑料盖板、上塑料层及下塑料层，然后照射到抵接下塑料层的反射层，所述反射层将穿过下塑料层的激光反射至再次穿过下塑料层、上塑料层及透明塑料盖板，采用所述激光探头检测穿出所述透明塑料盖板的激光的能量值。
9.根据权利要求1-4任一项所述的激光焊接塑料的监测方法，其特征在于，所述塑料为可透光的透明塑料。
10.根据权利要求1-4任一项所述的激光焊接塑料的监测方法，其特征在于，所述反射层为铝合金板。
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