對塑料進(jìn)行激光焊接時，采用功能性預(yù)警系統(tǒng)對焊接結(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)驗積累，Prolas Produktionslaser公司擁有激光穿透焊接的大量技術(shù)知識，從而該公司研制出一種可以快速而簡便地測量塑料透射度的方案。

　　透射激光焊接時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，對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)組件還在機器里加工的時候，就會造成停工停產(chǎn)，并可導(dǎo)致廢品率的增加。 

 
圖1 測量塑料透射度的測量儀IR-Spec II

　　一個電子組件可能要通過若干個生產(chǎn)工序，直到最后才焊接機殼和蓋子。如果這時發(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用。

　　Prolas開發(fā)的IR-Spec II測量儀，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)，對塑料的透射度進(jìn)行絕對值測量。注塑件可在繼續(xù)加工前進(jìn)行檢驗，必要時可以篩選出來。這種測量儀既可作為焊接設(shè)備的一體化的組成部分，也可以作為單獨的檢驗器械，兩種類型都可以在市場上買到。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。

　　標(biāo)準(zhǔn)配置的測量儀波長為950nm，作為備選，其他波長如808nm或1064nm的也可以提供。這種測量儀機殼緊湊結(jié)實，裝有射束發(fā)射和接收儀、測量和分析電子裝置以及操作和顯示器件。樣品攝影設(shè)有獨立的測量模塊，通過光導(dǎo)電纜可以和測量儀連接在一起。

　　該測量儀操作簡便，機器打開后，IR-Spec II不做測量試驗即可定徑基準(zhǔn)，同時儀器還可把周圍主要的環(huán)境條件自動加以考慮。這樣對外界影響就不敏感，如外界光線或熱效應(yīng)。定徑之后，即可立即進(jìn)行測量。為測量試樣求出的透射值可以按透射的百分值直接顯示在機器的顯示器上。通過一體化的接口，可以從電腦上讀出測量值，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高溫傳感裝置

　　由于在線過程控制Weld-Control的同時采集許多過程中的重要數(shù)據(jù)，因而可以識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)的一個亮點是所有焊接頻譜的自動存儲（自動存檔）。

　　做激光透射焊時，焊接結(jié)果，也就是焊接質(zhì)量與透明的接縫對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，因為這樣節(jié)省時間和費用，這樣，在增值鏈剛剛開始的時候，即可發(fā)現(xiàn)風(fēng)險。

　　一套兩級的系統(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，就有了在激光焊時確保均勻的高質(zhì)量的必要工具。