比方说塑料经由金属被激光间接地加热,触摸面熔化,然后围住金属,和金属构成一个十分结子的联接。
激光对热塑资料的焊接主要是选用激光透射焊接的办法。下图显现了因资料色彩的不相同而形成的焊接难易程度。
激光焊接机掩模焊接是一种凭借掩模,依据概括焊接或着同步焊接办法的流程,其原理与芯片制造上的光刻技能类似。
当前资料调配研讨的一个最新方向是完成塑料与金属和陶瓷资料的激光焊接。由于激光对错机械触摸的聚焦在基层资料的外表,激光导致的热效应是局域的,所以此办法可防止对被焊接资料的机械和热损伤。首要成功完成的是通明色–玄色资料的激光焊接。
激光焊接机由于构成塑料的高分子的本怔吸收带一般位于紫外和远红外区域,所以开始只有CO2激光器被用于激光焊接的研讨。
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依据分子结构塑料可分为三种:热塑资料,热固资料和合成橡胶。掩模一般是由薄片或金属化的玻璃制成。早在上个世纪70年代,轿车产业就开始尝试用激光来进行资料加工。在焊接时激光束经由光学系统和振镜在被焊接的物体上移动或许激光束休止而被焊接物体移动。激光与被焊接物体之间的相互效果时刻取决于光束焦点标准和移动速度,既而影响焊接时刻和效果。除此之外玄色–玄色资料的焊接也已广泛运用。
激光塑料焊接其间的一个研讨课题等于两个被焊接部件的色彩调配,这是由所选用的激光透射焊接的原理所决议的。与概括焊接比较由于更长的激光效果时刻使经由同步焊接办法焊接的部位愈加可靠。
三.被焊接资料的调配
与资料色彩调配简直一同进行研讨的是焊接资料的调配。具有热塑性的合成橡胶由于一同具有热塑资料的热塑性和合成橡胶的弹性和伸缩性,而它的焊接处理温度和冷却时刻等参数又与热塑资料十分类似,所以用激光透射焊接的办法可简朴完成TP–TPE焊接。
概括焊接 掩模焊接 准同步焊接 同步焊接
概括焊接是最简略,当前运用最广的焊接流程。此办法对被焊接的两种资料性质有必然的需求,也等于上面的热塑层对选用的激光波长是通明的,而下面的热塑层能吸收激光能量。此外,TPE和TPE也可经由激光透射焊接的办法被焊接到一同,构成TPE–TPE焊接。
依据不相同的焊接使命和需求激光焊接的流程大致有以下几种。当前热塑资料总加工的20%摆布是依据激光焊接的。由于选用的激光透射焊接对错触摸性的,所以这些热塑资料也能够与其它资料焊接到一同,比方相同具有热塑性的合成橡胶(ThermoplasticElastomer,TPE)。这种流程主要运用在杂乱的几许焊接丹青上,最小接缝宽度大于100μm。
在同步焊接中激光束一同晖映焊接区域,然后显着减少了焊接处理时刻,并允许搭桥焊接具有大缝隙的两个相邻部件。在产业上第一个用激光进行塑料焊接实际运用的是1998年Marquardt公司用半导体激光器批量制造电子轿车钥匙,玄色聚合物(PA)资料的钥匙盖子被焊接到相同是玄色但对激光波长通明的PA钥匙壳上。由于TPE的手感和冲突性好,所以TP–TPE焊接在轿车产业上的第一个运用等于制造轿车方向盘。激光束透过通明的上层资料抵达基层资料,基层资料的外表因吸收激光能量而熔化,此时在必然的压力下两种资料经由分子联接而被焊接在一同。当前在产业上选用激光焊接的资料大多数是热塑资料(Thermoplastic,TP),构成TP–TP焊接。
准同步焊接是一种把概括焊接和同步焊接结合起来的流程。经由同步熔化过程使得准同步焊接和同步焊接办法相同适合于具有大缝隙的两个相邻部件的搭桥焊接。色素搀和一同也改动了本来塑料焊接的特性和参数,使之更适合于某种特别运用。概括焊接是一种十分敏捷的焊接流程,可完成杂乱的三维焊接,在包装职业里有广泛的运用。当前对热塑资料激光焊接的研讨和运用对比多,下面咱们就从三个方面简略叙述对于热塑资料的激光焊接技能和研讨进展。由于制造掩模对比繁琐,所做的掩模只对于一个焊接几许丹青,所以掩模焊接一般缺乏敏捷性,但适合大批量的焊接加工。激光束经由振镜以极快的最高达10m/s的速度在焊缝上移动并且屡次重复扫描,使得全部焊接区域一同熔化,效果与同步焊接类似。
自从激光问世,大家就开始研讨如何把激光作为东西来对资料进行加工。可是经由搀和和增加色素可极大地改动塑料的光学吸收特性,然后使塑料在可见光和近红外区域的吸收大大增强,由原本激光通明的资料成为激光吸收资料,这样传统的Nd:YAG固体激光器(1064nm和倍频532nm)和大功率GaAs半导体激光器(800nm-1000nm)以及新式光纤激光器都能够被用作激光焊接的光源。