激光焊接是利用高能量密度的激光束作為熱源的一種焊接方法，即激光輻射加熱工件表面，表面熱量通過(guò)熱傳導(dǎo)向內(nèi)部擴(kuò)散，使工件熔化，形成特定的熔池。因此，激光光束的能量必須被塑料吸收，才能達(dá)到良好焊接效果（如圖1所示）。

圖1 激光焊接工藝示意圖

所以，塑料在近紅外區(qū)必須具備特殊光學(xué)性能才適用于激光焊接工藝，上層透過(guò)層需要保證透過(guò)近紅外激光，而下層吸收層則要保證吸收近紅外光。那么，塑料本身的光學(xué)性能是怎樣的呢？

從聚合物形態(tài)來(lái)說(shuō)，非晶型聚合物僅吸收少量的入射光，可以獲得很高的穿透深度。

圖2 四種聚合物（未含添加劑）光譜圖

如圖2所示，四種非晶型聚合物在可見(jiàn)光區(qū)和近紅外區(qū)均表現(xiàn)出很高的透過(guò)率。由于結(jié)晶區(qū)的存在，結(jié)晶型聚合物的光學(xué)性能差異較大，激光在球晶區(qū)界面處發(fā)生折射或反射，穿透材料的行程更長(zhǎng)，對(duì)激光的吸收率高于非晶型聚合物。

對(duì)于填充型聚合物材料來(lái)說(shuō)，光學(xué)性能受到填充材料的影響較大。以玻纖為例，Val Kagan研究了不同玻纖含量的PA6增強(qiáng)樹(shù)脂的透過(guò)率（圖3），發(fā)現(xiàn)隨著玻纖含量的增加，材料的透過(guò)率是線(xiàn)性下降的。

圖3 玻纖含量對(duì)PA6透光率和光路長(zhǎng)度的影響（leff：有效光路長(zhǎng)度，0%玻纖作歸一化處理）

綜合而言，大部分聚合物（未添加其他物質(zhì)）在近紅外區(qū)或多或少透過(guò)率都比較高，原理上無(wú)法作為吸收層應(yīng)用于激光焊接工藝。那塑料激光焊接工藝是如何實(shí)現(xiàn)的呢？特別是隨著設(shè)計(jì)美觀度的要求越來(lái)越高，激光焊接工藝對(duì)所焊接材料的要求也越來(lái)越復(fù)雜，除了常見(jiàn)的透明-黑色產(chǎn)品焊接，甚至?xí)泻谏?黑色產(chǎn)品、透明-透明產(chǎn)品、白色-白色產(chǎn)品等其他需求。