對(duì)塑料進(jìn)行激光焊接時(shí)，采用功能性預(yù)警系統(tǒng)對(duì)焊接結(jié)果具有決定性的意義，而且是減少廢品率的前提條件。經(jīng)過多年的經(jīng)驗(yàn)積累，Prolas Produktionslaser公司擁有激光穿透焊接的大量技術(shù)知識(shí)，從而該公司研制出一種可以快速而簡(jiǎn)便地測(cè)量塑料透射度的方案。

　　透射激光焊接時(shí)可能的故障源是透明的接縫缺少光透射度。這往往導(dǎo)致表面上意想不到的標(biāo)記，標(biāo)記可以延續(xù)到焊縫上的故障部位。這方面最常見的原因是由于老化、由于使用不同的注塑參數(shù)或者由于在更換材料時(shí)，對(duì)注塑模具缺少清洗而使塑料的透明性發(fā)生變化。雖然這類故障可以通過所采用的過程控制而被發(fā)現(xiàn)，但當(dāng)組件還在機(jī)器里加工的時(shí)候，就會(huì)造成停工停產(chǎn)，并可導(dǎo)致廢品率的增加。 

 
圖1 測(cè)量塑料透射度的測(cè)量?jī)xIR-Spec II

　　一個(gè)電子組件可能要通過若干個(gè)生產(chǎn)工序，直到最后才焊接機(jī)殼和蓋子。如果這時(shí)發(fā)現(xiàn)透明的接縫缺少透光性，那么就已經(jīng)產(chǎn)生了本來是可以避免的不必要的費(fèi)用。

　　Prolas開發(fā)的IR-Spec II測(cè)量?jī)x，現(xiàn)在可以在目前激光焊接中流行的二極管激光器的NIR頻譜范圍內(nèi)，對(duì)塑料的透射度進(jìn)行絕對(duì)值測(cè)量。注塑件可在繼續(xù)加工前進(jìn)行檢驗(yàn)，必要時(shí)可以篩選出來。這種測(cè)量?jī)x既可作為焊接設(shè)備的一體化的組成部分，也可以作為單獨(dú)的檢驗(yàn)器械，兩種類型都可以在市場(chǎng)上買到。此外，某些塑料材料供應(yīng)商也可使用這種儀器進(jìn)行最終質(zhì)量檢驗(yàn)。

　　標(biāo)準(zhǔn)配置的測(cè)量?jī)x波長(zhǎng)為950nm，作為備選，其他波長(zhǎng)如808nm或1064nm的也可以提供。這種測(cè)量?jī)x機(jī)殼緊湊結(jié)實(shí)，裝有射束發(fā)射和接收儀、測(cè)量和分析電子裝置以及操作和顯示器件。樣品攝影設(shè)有獨(dú)立的測(cè)量模塊，通過光導(dǎo)電纜可以和測(cè)量?jī)x連接在一起。

　　該測(cè)量?jī)x操作簡(jiǎn)便，機(jī)器打開后，IR-Spec II不做測(cè)量試驗(yàn)即可定徑基準(zhǔn)，同時(shí)儀器還可把周圍主要的環(huán)境條件自動(dòng)加以考慮。這樣對(duì)外界影響就不敏感，如外界光線或熱效應(yīng)。定徑之后，即可立即進(jìn)行測(cè)量。為測(cè)量試樣求出的透射值可以按透射的百分值直接顯示在機(jī)器的顯示器上。通過一體化的接口，可以從電腦上讀出測(cè)量值，并可歸檔供以后使用。

圖2 準(zhǔn)同步焊過程調(diào)節(jié)的圖形分析 

　　和其他的接縫方法不同的是，塑料的激光焊接可以通過相應(yīng)的傳感器在過程進(jìn)行當(dāng)中直接進(jìn)行在線監(jiān)控、進(jìn)行優(yōu)化處理以及做文件記錄。用于過程調(diào)節(jié)、視頻顯示和過程控制的在線過程傳感裝置是Prolas開發(fā)的焊接設(shè)備一體化的組成部分。由于采用模塊式結(jié)構(gòu)，在線過程控制Weld-Control也可以和市場(chǎng)上通用的二極管激光器互相兼容，而且可以根據(jù)用途按照客戶的要求加以調(diào)整。

　　為了便于操作，開發(fā)一套基于WINDOWS的軟件，所有參數(shù)均可利用這些軟件進(jìn)行調(diào)節(jié)，并可對(duì)過程中的重要數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。參數(shù)以及相應(yīng)的溫度曲線和功率曲線被保存在一個(gè)配置文件里，外部控制裝置可以經(jīng)過接口進(jìn)行調(diào)用。

圖3 用于采集功率和高溫的測(cè)高溫傳感裝置

　　由于在線過程控制Weld-Control的同時(shí)采集許多過程中的重要數(shù)據(jù)，因而可以識(shí)別故障位置以及材料缺陷，這樣可以經(jīng)過適當(dāng)?shù)倪^程方法，把廢品減少到最低程度。這種系統(tǒng)的一個(gè)亮點(diǎn)是所有焊接頻譜的自動(dòng)存儲(chǔ)（自動(dòng)存檔）。

　　做激光透射焊時(shí)，焊接結(jié)果，也就是焊接質(zhì)量與透明的接縫對(duì)半的透射性有直接關(guān)系。然而卓有成效的質(zhì)量管理系統(tǒng)不可能從生產(chǎn)過程本身才開始起作用，而是要早得多，因?yàn)檫@樣節(jié)省時(shí)間和費(fèi)用，這樣，在增值鏈剛剛開始的時(shí)候，即可發(fā)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)。

　　一套兩級(jí)的系統(tǒng)保證著許多生產(chǎn)階段的過程安全：激光焊接開始前識(shí)別質(zhì)量差的組件，在過程進(jìn)行期間進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)。采用IR-Spec II以及在線過程控制Weld-Control，就有了在激光焊時(shí)確保均勻的高質(zhì)量的必要工具。