在塑料激光焊接工藝中，焦距的準(zhǔn)確確認(rèn)至關(guān)重要。焦距的設(shè)置直接關(guān)系到激光束是否能夠精確聚焦于焊接區(qū)域，影響焊縫質(zhì)量、強(qiáng)度、外觀乃至整個產(chǎn)品的合格率。本文將系統(tǒng)講解塑料激光焊接機(jī)焦距確認(rèn)的方法，包括焦距的基本原理、常用確認(rèn)手段、實操步驟及注意事項，為相關(guān)從業(yè)者提供全面參考。

一、什么是激光焊接焦距？

激光焦距是指激光束通過聚焦鏡頭后，形成最小光斑直徑的位置與鏡頭之間的距離。在這個位置，激光束能量密度最大，是進(jìn)行焊接的最佳點。

對于塑料激光焊接而言，不同于金屬焊接，它通常采用穿透式激光焊接方式（也叫透射式焊接），要求激光束透過上層透明塑料，到達(dá)下層可吸收激光的塑料表面，并進(jìn)行局部熔融。若焦距設(shè)置不當(dāng)，會造成能量分布不均、焊縫強(qiáng)度不足或燒穿塑料件。

二、為什么焦距確認(rèn)如此關(guān)鍵？

1. 影響焊縫質(zhì)量：焦距偏離將導(dǎo)致激光束在焊接區(qū)域分布不均，產(chǎn)生焊縫斷裂、虛焊等問題。
2. 影響焊接深度：激光焦點過淺或過深都會使能量不能完全作用在接口區(qū)域，焊接不牢。
3. 影響產(chǎn)品美觀：錯誤的焦距可能在表面留下炭化痕跡、氣泡、熔化溢邊等影響外觀的問題。
4. 影響焊接效率：焦點精確，激光能量利用率高，有助于提升焊接速度和產(chǎn)能。

三、塑料激光焊接機(jī)焦距確認(rèn)常用方法

焦距確認(rèn)主要有以下幾種方法，適用于不同品牌和類型的塑料激光焊接機(jī)（如光纖激光器、半導(dǎo)體激光器、CO?激光器等）：

1. 激光打點法（打靶法）

這是最常見且直觀的一種方法。通過在不影響產(chǎn)品的測試面或遮擋片上打點，觀察光斑直徑判斷焦點位置。

步驟如下：

* 將一塊激光可見材料（如黑膠片或激光靶紙）放置于焦點區(qū)域；
* 逐步調(diào)整Z軸高度，使激光聚焦于不同位置；
* 每次打一個激光點，記錄其位置與Z軸高度；
* 找出光斑最小、最清晰的那一個位置，對應(yīng)的Z軸數(shù)值即為焦距。

優(yōu)點：簡單可視，成本低。
缺點：需要手動調(diào)整，效率較低，易受主觀判斷影響。

2. 測距儀輔助測量法

使用激光測距傳感器（如三角位移傳感器）輔助獲取聚焦點的位置。

步驟如下：

* 安裝激光位移傳感器；
* 讀取被測面到鏡頭底部的距離；
* 配合鏡頭焦距標(biāo)定值，計算出聚焦點位置；
* 精確設(shè)定Z軸高度，使實際距離等于理論焦距。

優(yōu)點：精準(zhǔn)快速，適合自動化焊接系統(tǒng)。
缺點：成本高，需額外設(shè)備。

3. 激光聚焦輔助光法（紅光指示法）

部分激光焊接設(shè)備配備紅光同軸輔助系統(tǒng)，通過兩束或多束紅光聚焦于同一位置，輔助判斷焦點。

步驟如下：

* 打開輔助紅光；
* 將上下兩束紅光調(diào)至重合為一點；
* 此位置即為聚焦點；
* 調(diào)整Z軸高度，使其與產(chǎn)品焊接界面對齊。

優(yōu)點：快捷直觀，適合日常操作人員使用。
缺點：受限于系統(tǒng)配置，部分老舊設(shè)備可能不支持。

4. 自動找焦系統(tǒng)（AFS）

高端塑料激光焊接設(shè)備內(nèi)置自動對焦模塊，通過圖像識別或激光三角測量，自動計算并調(diào)整焦距。

優(yōu)點：全自動精確對焦，效率極高。
缺點：成本高，系統(tǒng)復(fù)雜，維護(hù)要求高。

四、實操焦距確認(rèn)的注意事項

在實際操作中，確認(rèn)焦距不僅僅是找到光斑最小點那么簡單，還需綜合考慮以下因素：

1. 材料類型和厚度：透明上層材料的厚度會對激光焦點造成折射偏移，應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)補(bǔ)償。
2. 焊接工藝參數(shù)配合：激光功率、速度、壓力等參數(shù)應(yīng)與焦距匹配。
3. 夾具定位準(zhǔn)確性：夾具對Z軸位置的精度要求高，偏差會造成焦距偏移。
4. 鏡頭潔凈度和損耗：鏡頭若有污漬或損耗會影響激光聚焦，應(yīng)定期清潔與檢測。
5. 使用前預(yù)熱和校準(zhǔn)：設(shè)備預(yù)熱和系統(tǒng)標(biāo)定是確保焦距準(zhǔn)確性的前提。

五、如何確認(rèn)已聚焦準(zhǔn)確？

* 焊接試樣強(qiáng)度測試：做拉伸、剝離測試，合格即說明焦距適宜；
* 顯微觀測焊縫：看是否存在虛焊、氣泡、過燒等現(xiàn)象；
* 光斑穩(wěn)定性測試：激光輸出穩(wěn)定，表明光路和焦距匹配良好；
* 長時間焊接不需頻繁調(diào)整：說明焦點設(shè)置合理，機(jī)械精度穩(wěn)定。

六、結(jié)語

在塑料激光焊接中，焦距確認(rèn)是一項基礎(chǔ)卻至關(guān)重要的工作。正確的焦距不僅能夠保障焊接強(qiáng)度和美觀度，更能提升整體生產(chǎn)效率和良品率。隨著智能制造的發(fā)展，未來焦距確認(rèn)將逐步邁向自動化和智能化，但作為一線技術(shù)人員，掌握以上四種確認(rèn)方法依然是確保焊接質(zhì)量的核心技能。

在實際應(yīng)用中，建議結(jié)合設(shè)備功能、工藝要求及操作熟練度，選擇最適合自身工況的焦距確認(rèn)方法，并建立標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)流程，持續(xù)優(yōu)化焊接品質(zhì)與效率。