激光焊接塑料的基本原理是，通過夾具施壓將兩個工件疊加在一起，再向上面的工件射入激光，使激光能夠穿透該工件并被下面的工件吸收。吸收的激光光能轉化為熱能，進而使兩工件的接觸面熔化，最終形成焊接區。然而，人們真正認識到應用激光焊接技術來焊接熱塑性材料卻經歷了相當長的過程。在新材料、新設備和新技術工藝層出不窮的時代，現在的生產者不僅要了解激光焊接的特性、優點和要求，還應認識到此領域的諸多創新和未來趨勢，這樣才能把握技術流行趨勢，始終處于科技的最前沿。

材料的發展

為了能夠更好地適應激光焊接技術，材料供應商在熱塑性材料方面已取得一些重大進展。大約3年前，幾乎所有的單一自然材料在添加碳黑后，都可以獲得很好的激光焊接質量，但那時吸收劑的顏色只能是黑色。現在，這方面已經有了很大的進展。生產者幾乎可以設計任何顏色，而且能同時滿足激光焊接的要求，并保證工藝的穩定性。

除了顏色，材料技術的創新也打破了激光焊接原有的一些限制。例如，熱塑性材料最初使用的阻燃劑都是磷化阻燃劑，對其進行激光焊接時往往會導致材料對近紅外光的透光率不足。現在，很多材料供應商都開發出了新型的無氯阻燃劑，很好地解決了這一問題，從而成功地滿足了激光焊接的要求。

工藝和設備技術

早些年，激光焊接技術即使是焊接很小的電子器件外殼，也需要很大的機器，同時需要復雜的外部冷卻系統，因此需要占用很大的工廠空間，這無疑會導致較高的投資費用，而且那時的焊接設備習慣使用Nd：YAG固態激光器。雖然后來二極管激光器的成功應用逐漸取代了這種固態激光器，但這些二極管激光器的質保時間通常不足3000h，仍然無法和固態激光器競爭。隨著新型的二極激光器的研制成功，它們幾乎都是免維護的，而且預期壽命可高達20000h，因此成功地替代了固態激光器成為廠商的首選。現在的激光焊接系統其結構簡潔緊湊，標準的系統可處理最大240mm×240mm的工件，而且聚焦直徑小于1.5mm。此外，還可選用各種過程監測手段。

看到二極管激光技術的巨大應用潛力和廣闊的應用前景，供應商們不斷加大研發力度，許多新技術由此應運而生。例如，二極管激光光纖耦合技術以及使用工業機械手進行激光焊接等，其中，二極管激光光纖耦合技術即使更換激光源后仍可保證激光光束的均一性。

隨著技術的進步，激光焊接能夠很容易地利用工藝和設備的優勢來彌補該技術與常規方法在設備成本上的差距。因此，成本因素已經不再是限制激光焊接技術獲得廣泛應用的主要原因。

作為激光焊接應用的領航者，汽車行業的巨大發展也再次驗證了激光焊接技術的優勢所在。以傳感器外殼為例，激光焊接技術在汽車領域已有數年應用。目前，任何新模塊的設計從一開始就是為了適應其變化。在敏感電子封裝方面，采用常規的焊接方法往往會對電子部件產生明顯的機械應力和高溫影響，而激光焊接則能夠按需控制和調整焊接能量，從而保證了焊接質量的精細準確。另外，激光焊接的經濟性也緩解了汽車行業所面臨的降低費用的極大壓力。激光焊接技術在汽車行業的成功應用完全能夠證明這一點。

未來趨勢

關于器件尺寸，市場有兩種相反的趨勢：一方面，器件越來越小，且焊縫復雜；另一方面，器件更大，且是三維的。而激光焊接設備的不斷發展，可同時滿足這兩種要求。

目前，醫學診斷產品持續向小型十分困難，或者根本就不可能，而現在，即使當今廉價的電鏡掃描激光系統都可以焊接這種產品。以前，人們會選擇容易聚焦的Nd：YAG激光器，但該技術成本非常昂貴，且技術不夠靈活。相比之下，光纖激光或光纖耦合二極管激光焊接技術不僅能夠滿足0.1mm的焊縫寬度，且不受焊縫形狀和腔室大小的限制。

如果減小光纖內徑，在實現高速焊接的同時，電鏡掃描激光系統也可焊接較小的焊縫或較大的焊接面積。為了適應器件尺寸的變化趨勢， LPKF公司（樂普科光電公司）已開發出了適合三維焊接的電鏡掃描焊接系統，該系統的焦深變化高達80mm，這樣配合使用二極管激光器，可使焊接工件的焊接面積擴大為370mm×370mm，且焊縫寬度小于2mm。目前，該技術已應用于焊接引擎艙或汽車內飾等大型三維汽車部件。

但是，電鏡掃描系統的應用處理存在一定的局限性，像汽車尾燈這樣的復雜三維部件由于側凹或逆向的光束角會阻礙激光的照射，因此必須選擇輪廓焊接方法。而輪廓焊接對工件的要求非常嚴格，且焊接周期長，也限制了其在這方面的應用。

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