塑料的激光焊接
激光焊接塑料原理
激光焊接塑料原理
激光焊接是一种利用高能激光束来将塑料部件融合在一起的焊接过程。
它在工业制造和其他领域中得到广泛应用,特别是在需要高强度、高精度和无需添加任何填充物的情况下。
激光焊接塑料的原理涉及以下关键步骤:
1.吸收激光能量:塑料通常是透明或半透明的材料,因此必须使用适合它们的特定激光波长。
通常采用二氧化碳(CO2)激光或固体激光器(如Nd:YAG)来提供高能量、高功率的激光束。
2.吸收热能:当激光束照射到塑料表面时,塑料会吸收激光光能并转化为热能。
这会导致塑料表面温度升高,达到融化点以上。
3.熔融:当塑料表面温度升高到融化点时,它会形成一小池熔融塑料。
这个熔融池是焊接的关键部分。
4.扩散混合:激光束的功率足够高,可以使两个塑料部件的表面熔融,并迅速将它们相互接触。
这使得两个部件的熔融塑料相互混合并扩散在一起。
5.结合:在激光束停止照射后,熔融塑料开始冷却和固化。
此过程中,塑料分子链重新结合,形成一个坚固的焊接接头。
激光焊接塑料的优势包括焊接速度快、热影响区小、焊接接头强度高、无需额外填充材料以及适用于复杂形状的部件。
不过,也要注意激光焊接的一些局限性,比如塑料的选择受到限制,不同类型的塑料可能需要不同的激光参数,并且透明或辐射性很强的塑料难以焊接。
因此,在实际应用中,需要根据具体要求选择合适的激光器和参数来进行塑料的焊接。
塑料件激光焊接原理
塑料件激光焊接原理嘿,朋友们!今天咱来聊聊塑料件激光焊接原理。
你说这塑料件激光焊接啊,就好像是一场奇妙的舞蹈!激光束就像是那灵动的舞者,在塑料件上尽情展现着它的魔力。
想象一下,激光束那强烈的能量,“嗖”地一下照在塑料件上,瞬间就产生了神奇的变化。
这就好比是一个超级英雄,有着强大的力量,能把看似不可能连接在一起的塑料件给牢牢地结合起来。
塑料件激光焊接的原理其实并不复杂。
简单来说呢,就是利用激光的高热量,让塑料件的局部达到熔化的状态,然后在压力的作用下,这些熔化的部分就会融合在一起,冷却后就形成了坚固的焊缝。
是不是挺有意思的?你看啊,这激光束可挑剔了,它得准确地找到要焊接的地方,不能有一丝偏差。
就跟咱找东西一样,得找得准准的,不然可就白费力气啦。
而且这激光束还得有足够的能量,要不然怎么能熔化塑料呢?这就像是运动员要有足够的体力才能在赛场上发挥出色呀。
在这个过程中,塑料件也得好好配合呀。
它们得有合适的材质和形状,这样激光束才能更好地发挥作用。
就好像跳舞的时候,舞伴之间得相互配合默契,才能跳出精彩的舞蹈嘛。
咱再说说这激光焊接的优点。
它焊接出来的焊缝那叫一个漂亮,又细又牢固,简直就是艺术品!而且它速度快呀,眨眼的功夫就焊接好了,多高效!这可比传统的焊接方法厉害多了,传统方法有时候就像老牛拉车,慢吞吞的。
不过呢,塑料件激光焊接也不是随随便便就能做好的。
得有专业的设备和技术人员才行。
这就好比是开赛车,车要好,车手的技术也得过硬,不然怎么能赢得比赛呢?咱平时生活中用到的好多东西,可能都有塑料件激光焊接的功劳呢。
比如一些电子产品、汽车零部件等等。
你想想,如果没有这种先进的焊接技术,这些东西能做得那么精致、那么好用吗?所以说啊,塑料件激光焊接原理虽然听起来有点高深莫测,但其实也不难理解。
它就像是一个神奇的魔法,让塑料件变得更加强大、更加有用。
咱可得好好感谢那些发明和改进这种技术的人,是他们让我们的生活变得更加美好,更加便利。
塑料激光焊接工艺设计
塑料激光焊接工艺设计塑料激光焊接工艺设计一、焊接方法选择1、选择激光焊接是因为它可以满足塑料焊接中的若干要求:(1)焊接效果好:激光焊接采用集中的高能量热源,可以有效控制焊接深度,焊接缝又平整,同时,焊接部位比较小,焊接外观又美观;(2)焊接快捷:激光焊接采用激光可以达到瞬间焊接,且可以快速的焊接出适当的焊接缝,不需要热源的缓慢移动;(3)焊接热敏度:激光焊接热源可以瞬间到达最高温度,可以有效控制焊接温度,防止焊接处及其周围的塑料材料受热过度而发生变形;(4)焊接稳定:激光焊接工艺不仅具有较高的焊接速度,而且还具有较高的焊接精度,因此在焊接的过程中,可以有效保证焊接部位的稳定性;(5)节约成本:激光焊接采用激光热源,可以有效地控制焊接深度,提高焊接效率,从而降低焊接材料成本,节省人工成本等。
2、焊接激光器的选择:激光焊接工艺一般选择采用有线激光器,也可选用离线激光器,具体针对不同的环境条件进行如下参数选择:(1)激光输出能量:激光焊接装置的输出能量要求根据所焊接的塑料材料种类和焊接处的厚度决定,一般激光输出能量越大,焊接质量越好;(2)激光线宽:激光焊接工艺中的激光线宽取决于所焊接的塑料材料及其焊接处的厚度,一般线宽一般为1mm;(3)激光功率:激光焊接功率一般介于500W ~ 3000W之间,较大的功率可以提高焊接效率,但也会带来更高的能耗。
二、工艺参数的选择1、焊接深度控制:在焊接过程中,焊接深度是指激光热源在焊接过程中热源沿着焊缝的深度,激光焊接深度一般是0.5-1.5mm,焊接深度过小或过大都会影响焊接质量。
2、焊接温度控制:激光焊接过程中的温度由激光功率、焊接速度以及焊接部位温度三个参数共同决定,以保证焊接部位能够达到最佳的熔接状态,一般激光焊接的温度控制在230℃-270℃之间即可。
3、焊接速度控制:激光焊接的速度一般介于500mm~3000mm/min之间,具体取决于所焊接的塑料材料性能、焊接处的厚度以及激光热源的稳定性等,需要根据实际情况对焊接速度进行可靠的设置。
塑料激光焊接
塑料激光焊接百科名片激光焊接工作示意图激光焊接技术是借助激光束产生的热量使塑料接触面熔化,进而将热塑性片材、薄膜或模塑零部件粘结在一起的技术。
它最早出现在20世纪70年代,但是由于费用昂贵,无法和更早的塑料粘接技术相竞争,如振动焊接技术、热板焊接技术。
但是从20世纪90年代中期开始,由于激光焊接技术所需要的设备费用下降,该技术才渐渐受到人们的广泛欢迎。
目录编辑本段激光加工具有很多优点,其中有:焊接设备不需要和被粘结的塑料零部件相接触。
"速度快。
"设备自动化程度高,很方便的用于复杂塑料零部件加工。
"不会出现飞边。
"焊接牢固。
"可以得到高精度的焊接件。
"无振动技术。
"能产生气密性的或者真空密封结构。
"最小化热损坏和热变形。
"可以将不同组成或不同颜色的树脂粘结在一起。
"优势激光焊接应用于塑料部件熔接的优点包括:焊接精密、牢固和密封不透气和不漏水,焊接过程中树脂降解少、产生的碎屑少,制品的表面能够在焊缝周围严密地连接在一起。
激光焊接没有残渣的优点,使它更适用于国家食品药品监督管理局管制的医药制品及电子传感器等。
易于控制,可焊接尺寸小或外形结构复杂的工件。
由于激光便于计算机软件控制,而且光纤激光器输出可灵活地达到零件各个细微部位,采用激光焊接能够焊接其它焊接方法不易达到的区域,焊接具有复杂外形、甚至是三维几何形状的制品。
与其他熔接方法比较,激光焊接大幅减少制品的振动应力和热应力。
这意味着制品或者装置内部组件的老化速度更慢,可应用于易损坏的制品。
能够焊接许多种类不同的材料。
例如,能将透过近红外激光的聚碳酸脂,玻纤增强的黑色聚对苯二甲酸丁二脂连接在一起,而其它的焊接方法根本不可能将两种在结构、软化点和增强材料等方面如此不同的聚合物连接起来。
工艺最常用的激光焊接形式被称为激光透射焊接。
该技术的过程为:首先将两个待焊接塑料零部件夹在一起,然后将一束短波红外区的激光定向到待粘结的部位。
激光焊接塑料原理
激光焊接塑料原理激光焊接是一种高效、精确的塑料焊接技术,它利用激光束的热能来将塑料材料熔接在一起。
激光焊接塑料的原理可以分为吸收和传导两个过程。
激光束照射到塑料表面时,塑料会吸收激光的能量。
激光束的能量主要被吸收在材料的表面层,通过吸收能量,塑料表面层的温度迅速升高。
当温度超过塑料的熔点时,塑料开始熔化。
熔化的塑料会通过传导热量的方式将能量传递到焊接接头的相邻部分。
传导过程中,塑料的熔点附近的分子开始振动,将能量传递给周围的分子。
这样一来,焊接接头的相邻部分也会被加热并开始熔化。
在激光束停止照射后,焊接接头的熔融部分开始冷却固化。
冷却过程中,熔融的塑料会重新结晶,并与周围的塑料形成一体化的焊缝。
由于激光焊接的热影响区非常小,因此焊接接头周围的塑料几乎没有受到热影响,焊缝的质量较高,接头的强度也较高。
激光焊接塑料的原理中,激光束的特性对焊接结果有重要影响。
激光束的功率、聚焦方式、焦点直径和激光束的扫描速度等参数都会影响焊接的质量。
较高的功率可以提供足够的能量来使塑料熔化,但过高的功率可能导致熔融池过深或产生过多的气泡。
适当的聚焦方式和焦点直径可以使激光束的能量集中在焊接接头上,从而提高焊接的精确度和效率。
而激光束的扫描速度则会影响焊接接头的形状和质量。
塑料的种类也会影响激光焊接的效果。
不同种类的塑料对激光的吸收率和熔点都有所不同,因此需要根据具体材料的特性来选择合适的激光参数和焊接条件。
同时,塑料的热导率也会影响焊接过程中热量的传导速度,进而影响焊接接头的形成和质量。
激光焊接塑料具有许多优点。
首先,激光焊接的热影响区非常小,可以避免或减少塑料的变形和损伤。
其次,激光焊接速度快,可以实现高效的生产。
此外,激光焊接可以实现无接触焊接,避免了传统焊接方法中可能引入的外部杂质。
最后,激光焊接具有较高的焊接强度和密封性,适用于多种塑料材料的焊接。
总结起来,激光焊接塑料的原理是利用激光束的热能来实现塑料材料的熔接。
塑料激光焊接不良原因
塑料激光焊接不良原因
1前言
目前,随着科技的发展,塑料产品已经普及到我们生活的方方面面,比如塑料箱、塑料桶、塑料袋等等。
这些塑料产品中有些需要进行激光焊接来实现组装,但是在实际生产过程中,由于各种原因,塑料激光焊接不良现象时有发生。
下面我们就来分析一下塑料激光焊接不良的原因。
2塑料激光焊接不良的原因
2.1材料选择不当
激光焊接的核心在于材料的熔合,如果所选用的材料本身的熔点过高或者过低,都会导致焊接效果不佳。
此外,还有一些材料会在焊接过程中产生脆性或者气泡现象,使得焊缝容易出现问题。
2.2设备操作不规范
激光焊接设备需要在严格的光学环境和温度环境下进行操作,如果设备操作不规范,则会使焊接过程出现不稳定状态,从而导致焊接出现不良现象。
2.3时空修正不当
在激光焊接中,时空修正是非常重要的一环,它可以保证焊接质量的稳定性。
如果时空修正不当,就会导致焊接深浅不一或者焊接宽度不均匀等问题。
2.4设计结构不合理
有些塑料产品由于其设计结构考虑不周,导致焊接的接触面积不足或接触面积分布不均匀,从而影响了熔合质量。
3总结
以上就是塑料激光焊接不良的原因,我们可以从这些方面入手,从材料选择、设备操作、时空修正以及设计结构等方面进行改进。
只有不断优化和探索,才能实现塑料产品激光焊接的高品质,提高产品质量,在市场中占据有利地位。
塑料激光焊接塌陷量
塑料激光焊接的塌陷量是指在激光焊接过程中,由于材料的熔融和热膨胀等因素导致焊接区域出现的凹陷或下沉。
这种塌陷现象可能会对焊接接头的质量和性能产生影响。
塑料激光焊接的塌陷量受到多个因素的影响,包括以下几个方面:
1. 材料性质:不同类型的塑料具有不同的熔化温度和热膨胀特性。
某些塑料在激光焊接时容易出现较大的热塌陷现象。
2. 激光参数:激光焊接的功率、扫描速度、预热时间等参数会影响焊接区域的热输入和熔融情况,从而影响塌陷量的大小。
3. 结构设计:焊接接头的结构设计和接触面积也会影响焊接区域的热分布和热影响区域,从而进一步影响塌陷量的大小。
为了减少塑料激光焊接的塌陷量,可以考虑以下措施:
1. 调整激光参数:适当调整激光焊接的功率、扫描速度和预热时间等参数,以控制焊接区域的热输入和熔融情况,减少塌陷的发生。
2. 使用辅助支撑结构:在激光焊接过程中,可以使用辅助支撑结构来支持焊接区域,降低塌陷的发生。
例如,可以使用钢模具或支撑夹具来支撑焊接接头,防止其下沉或变形。
3. 优化接头设计:在设计焊接接头时,可以考虑增加接触面积或增加结构支撑来提高焊接接头的稳定性和刚性,从而减少塌陷现象。
需要注意的是,塑料激光焊接的塌陷量是一个综合性的问题,受到多个因素的共同影响。
因此,在具体的应用中,还需要进行实验和参数优化来确定最佳的焊接条件和方法,以实现理想的焊接效果和接头质量。
塑料激光焊接设计厚度要求标准
塑料激光焊接设计厚度要求标准塑料激光焊接设计厚度要求标准一、引言塑料激光焊接是一种重要的塑料连接工艺,具有高效、精确、无损伤等优点。
而在进行塑料激光焊接过程中,设计厚度的要求标准是至关重要的。
本文将从深度和广度的角度,探讨塑料激光焊接设计厚度要求的标准,并阐述个人观点和理解。
二、设计厚度要求的基本概念塑料激光焊接的设计厚度要求,是指在进行塑料激光焊接时,所需焊接的塑料材料的厚度。
在实际工程中,设计厚度的要求对于保证焊接质量、提高焊接效率和延长焊接设备寿命具有重要意义。
一般来说,设计厚度要求是根据塑料材料的类型、焊接工艺的要求、以及最终产品的使用环境等因素综合考虑而确定的。
三、设计厚度要求标准的具体要求1. 材料类型在确定塑料激光焊接设计厚度要求时,首先需要考虑的是材料类型。
不同类型的塑料材料具有不同的熔点、热传导率和热膨胀系数,因此在进行激光焊接时,需要根据材料类型的不同,设置相应的设计厚度要求标准。
2. 焊接工艺要求焊接工艺要求是指在进行塑料激光焊接时,对焊缝形状、焊接速度、焊接压力等方面的要求。
设计厚度要求应当与焊接工艺要求相适应,以确保焊接质量和焊接效率。
3. 使用环境最终产品的使用环境也是确定设计厚度要求的重要因素。
对于在高温、高压、腐蚀性环境下使用的产品,设计厚度要求应当相对较高,以确保产品的使用寿命和安全性。
四、个人观点和理解从个人观点来看,设计厚度要求标准对于塑料激光焊接的质量和效率具有至关重要的影响。
在实际工程中,我们需要充分考虑材料类型、焊接工艺要求和使用环境等因素,合理设定设计厚度要求标准,以确保塑料激光焊接的成功进行。
五、总结与回顾塑料激光焊接的设计厚度要求标准是根据材料类型、焊接工艺要求和使用环境等因素综合考虑而确定的。
在实际工程中,合理设定设计厚度要求标准,对于提高焊接质量、效率,延长设备寿命具有重要意义。
六、结语通过本文的深度和广度的讨论,相信读者对于塑料激光焊接设计厚度要求标准有了更深入的了解。
激光焊接塑料原理
激光焊接塑料原理激光焊接塑料是一种常用的塑料焊接方法,它利用高能量密度的激光束对塑料进行局部加热,然后通过高温融化的塑料形成焊缝,最终实现塑料的焊接。
激光焊接塑料的原理可以分为两个主要步骤:吸收和传导。
首先,激光束照射到塑料表面时,激光束的能量会被塑料吸收。
塑料的吸收特性取决于激光的波长和塑料的种类。
通常情况下,红外激光在大部分塑料中可以很好地吸收。
当激光束被吸收后,能量会被转化为热能,使得焊接区域的温度迅速升高。
其次,热能在塑料中的传导会导致塑料局部融化。
当塑料达到其熔化温度时,它会形成焊缝。
在这个过程中,激光束可以通过在塑料内部反复循环吸收和传导来形成更深的焊接区域。
激光焊接过程中,焊接区域的温度和固化速度由激光功率、焊接速度和焊接深度等参数控制。
激光焊接塑料的优势主要体现在以下几个方面:1.高质量焊接:激光焊接塑料可以实现高质量的焊接,焊缝区域无气孔或夹杂物,焊接强度高,焊接缝的外观也较为美观。
2.高焊接速度:激光束可以快速局部加热塑料,使其迅速融化,因此激光焊接速度较快,适用于高效、大批量生产。
3.非接触式焊接:激光焊接是一种非接触式的焊接方法,激光束直接作用于塑料表面,不会引起物理变形或畸变。
4.较小的热影响区域:激光焊接塑料的热影响区域相对较小,可以避免高温对塑料周围区域的损伤,减少塑料零件的变形。
然而,激光焊接塑料也存在一些限制和挑战。
首先,激光焊接设备的成本相对较高,这限制了其在一些应用范围内的推广。
其次,激光焊接对于塑料的选择有一定的要求,不同的塑料对激光的吸收特性和热导率不同,因此需要针对不同的塑料选择合适的激光参数。
此外,塑料零件的形状和尺寸也会对激光焊接的可行性产生影响,需要考虑激光束的照射角度和零件的固定方式。
总之,激光焊接塑料是一种高效、高质量的塑料焊接方法,具有广泛的应用前景。
随着激光技术的不断发展和创新,激光焊接塑料将在各个领域中得到更广泛的应用。
塑料激光焊接工艺设计
塑料激光焊接工艺设计
激光焊接是一种高效、精确的焊接方法,广泛应用于各种材料的连接。
在塑料行业中,激光焊接也被广泛采用,特别是在需要高质量、高精度焊接的领域。
本文将重点介绍塑料激光焊接工艺设计的相关内容。
塑料激光焊接的原理是利用激光束的热能作用于塑料表面,使其瞬间熔化并形成焊缝。
在塑料材料中,通常使用CO2激光或二极管激光作为焊接光源。
在选择激光源时,需要考虑塑料的种类、厚度和需要焊接的部位,以确定最适合的激光参数。
塑料激光焊接的工艺设计包括焊接速度、激光功率、焊接压力和焊接头形状等方面。
焊接速度是指激光束在焊接过程中移动的速度,过快会导致焊缝质量下降,过慢则会产生过多的热影响区。
激光功率直接影响焊接深度和焊缝质量,需要根据材料的种类和厚度进行调整。
焊接压力可以帮助塑料材料更好地接触,提高焊接质量。
焊接头形状也是影响焊接效果的重要因素,通常选择V形或U形焊接头。
塑料激光焊接时还需要注意一些问题。
首先是塑料的选择,不同种类的塑料对激光的吸收能力不同,因此在设计工艺时需要选择适合的塑料材料。
其次是激光焊接过程中的温度控制,过高的温度会导致塑料气化或烧焦,影响焊接质量。
最后是焊接接头的设计,需要
保证接头的质量和几何形状,以确保焊接效果。
总的来说,塑料激光焊接工艺设计需要综合考虑材料、激光参数、工艺参数和焊接质量等方面的因素。
只有在充分理解塑料激光焊接原理的基础上,合理设计焊接工艺,才能实现高质量、高效率的塑料焊接。
希望本文能够为塑料激光焊接工艺设计提供一定的参考和指导。
干货塑胶件紧固工艺之五:激光焊接
干货塑胶件紧固工艺之五:激光焊接关注上方公众号“降本设计”获取更多产品设计知识!1. 塑料激光焊接1.1 塑料激光焊接的原理塑料激光焊接的视频如下所示:激光焊接的原理是两个塑胶件在较低压力下被夹紧在一起,将激光束聚焦于两个塑胶件至上,其中上层塑胶件对于红外激光是穿透的,下层塑胶件吸收激光,吸收激光能量的塑胶件将光能转化为热能,在塑胶件的接触面熔化,同时热也传导到上层塑胶件,形成熔化区。
在夹紧力的作用下,熔化区域产生分子间的混合,冷却后形成焊缝,从而把两个塑胶件紧固成一体。
1.2 激光焊接的光源塑料激光焊接工艺中,一般采用YAG或者CO2激光作为光源。
随着半导体材料工业的快速发展,半导体激光作为光源也渐渐得到了应用。
CO2激光:特点:波长为10.6微米,最小聚焦直径约0.2-0.7毫米;优点:塑料对此波长的激光吸收好;缺点:不能用光纤传输,激光头的操作性差;适合场合:焊接塑料时热作用区较深,适合需要焊接较厚的塑料材料;YAG激光:特点:波长1.06微米,属近红外区波长,最小聚焦直径0.1-0.5mm;优点:聚焦区域小,可通过光纤传输来构建光路,可将激光头装到机器人手臂上,实现焊接过程的数控和精密自动化;适合场合:较好的透过上层待焊塑料,到达下层待焊接材料或中间层而被吸收,从而实现焊接,汽车车灯的激光焊接常用此光源;半导体激光特点:波长0.8-1.0微米,最小聚焦直径为0.5mm;优点:能量转换效率高,易于实现激光器的小型化和便携化;缺点:输出功率小;适合场合:适用于焊接激光功率要求较低的场合1.3 激光焊接的方法常见的激光焊接的方法包括以下几种:轮廓焊接轮廓焊接是最简单,目前使用最广的焊接流程。
在焊接时激光束通过光学系统和振镜在被焊接的物体上移动或者激光束静止而被焊接物体移动。
激光与被焊接物体之间的相互作用时间取决于光束焦点尺寸和移动速度,既而影响焊接时间和效果。
轮廓焊接是一种非常灵活的焊接流程,可实现复杂的三维焊接,在包装行业里有广泛的应用。
塑料焊接资料
焊接夹具设计
激光 压紧同步焊接
Distance [mm]
压力
加热
下沉 位置下沉
软化 激光工作
Time [Sec]
塑料焊接性
很好旳焊接性能 中档旳焊接性能
很差旳焊接性能 无法焊接
焊接条件
• (1)激光功率 (2)扫描速度 激光输出功率是使树脂熔化旳热源。扫描速度是激光束旳移 动速度。假如要考虑生产率,则加紧扫描速度并缩短处理时 间就会相应地提升输出功率。但假如功率过高,吸收性材料 一侧就会过分分解,从而引起变形。所以,今后将经过基于 实际制品旳验证来寻找制品最稳定旳焊接性能点。 同步,就材料而言,下面两点也很主要: (3)透射性材料旳光线透射率 (4)透射性材料旳厚度 材料旳焊接情况取决于到达吸收性材料旳激光束旳能量。所 以透射性材料一侧旳厚度和光线透射率会有很大影响。光线 透射率越高对焊接就越有利。一样,越薄也越有利。
激光
• 波长 • 光常量 • 功率 • 脉冲宽度
工艺
• 焦点直径 • 光斑位置 • 连接准备 • 夹具
焊接影响原因
环境
• 表面条件 • 污染
焊接
材料
• 熔化温度 • 掺料 • 吸收 • 热容 • 热导
塑料焊接 - 医疗用具生产制造 - 汽车工业
低温熔接 - 电子元件 - 太阳能电池生产
热处理 - 医疗用具生产制造 - 工具制造
严密地连接在一起。
• 缺陷 1.在可用材料方面存在限制(必须经过透射性和吸收性材料旳
组合来使用; 2.两种透明材料叠焊时需要添加吸收器(目前只有进口产品,
而且价格很贵);
焊接工艺概述
塑料焊接夹具
塑料激光焊接技术
塑料激光焊接技术塑料激光焊接技术是一种通过激光束加热塑料表面并使其熔化,然后通过控制熔融部分的形状和大小,使其与其他塑料部分或其他材料部分相互融合的焊接方法。
这种技术具有许多优点,包括高精度、高效率、无需接触、无污染和无损伤等。
塑料激光焊接技术在许多领域都有广泛的应用。
例如,它被用于汽车行业,可以用来焊接汽车的塑料零件,如车灯、后视镜、内饰件等。
与传统的焊接方法相比,塑料激光焊接技术可以更好地保持塑料零件的结构完整性和外观美观性。
塑料激光焊接技术还被广泛应用于电子和电气设备制造领域。
例如,它可以用来焊接电子产品的塑料壳体,如手机、电脑等。
塑料激光焊接技术具有较高的精度和稳定性,可以确保塑料壳体的密封性和耐用性。
塑料激光焊接技术的工作原理是利用激光束对塑料进行加热,使其熔化。
激光束的能量可以通过透明的塑料材料被吸收并转化为热能,从而使塑料表面产生高温。
当塑料被加热到熔点时,可以通过控制激光束的形状和大小,在熔融部分形成一定的形状,以实现与其他部分的连接。
激光焊接技术有许多优点。
首先,由于焊接过程中不需要任何物理接触,因此可以避免由于接触而引起的污染和损伤。
其次,激光焊接技术具有较高的精度,可以实现非常精细的焊接,并且焊接过程中的变形量非常小。
此外,激光焊接技术还具有高效率和快速速度,可以显著提高生产效率。
塑料激光焊接技术也有一些挑战和限制。
首先,激光焊接的能量密度非常高,容易产生熔融的过渡层,从而导致焊接强度不够。
其次,由于激光焊接的过程需要对焊接部位进行加热,因此对于某些容易受热影响的塑料材料来说,其应用受到限制。
综上所述,塑料激光焊接技术是一种高精度、高效率、无损伤的焊接方法。
它在汽车、电子和电气设备制造等行业得到了广泛的应用,并且在未来将有更大的发展潜力。
灵活制定适应不同塑料材料和工件的焊接参数,改进激光焊接设备和材料,将有助于进一步提高塑料激光焊接技术的质量和效率。
塑料激光焊接工艺
塑料激光焊接工艺一、激光器选择激光器的选择应基于所需焊接的塑料材料、厚度以及所需的输出功率。
不同的激光器有着不同的输出功率、波长和光束质量,因此需要根据特定的应用需求进行选择。
二、激光参数设置激光参数的设置包括激光功率、脉冲宽度、频率和光束焦距等。
这些参数的设置将直接影响焊接效果。
例如,增加激光功率可以增加焊接深度,但同时也可能造成塑料的过度熔化和变形。
因此,需要对这些参数进行精细的调整,以达到最佳的焊接效果。
三、焦点位置调整焦点位置的调整对于焊接效果至关重要。
如果焦点位置不正确,可能会导致焊接深度不足或焊接宽度过大。
一般来说,焦点位置应位于塑料材料的表面,以实现最佳的焊接效果。
四、速度控制焊接速度的控制对于焊接质量和效率有着重要影响。
过快的焊接速度可能导致焊接深度不足或焊接宽度过大,而过慢的焊接速度则可能导致塑料材料的过度熔化和变形。
因此,需要根据具体的材料和厚度以及激光器的参数进行精细调整。
五、辅助气体供应在塑料激光焊接过程中,通常需要供应辅助气体以清除焊接熔融物,防止在焊接过程中出现氧化和污染。
气体的种类和流量也会影响焊接质量和效率,因此需要根据具体的材料和工艺需求进行选择和调整。
六、温度控制塑料材料的熔点和热膨胀系数对其激光焊接效果有着重要影响。
因此,需要对材料进行精确的温度控制,以保证材料在焊接过程中保持稳定的形态,避免出现过热或过冷的情况。
此外,温度控制还可以防止在焊接过程中出现热应力集中和热变形等问题。
七、焊接质量检测在完成塑料激光焊接后,需要对焊接质量进行检测。
检测方法包括目视检查、无损检测和破坏性检测等。
目视检查可以通过观察焊接部位来判断表面是否平整、有无烧伤、变形等问题。
无损检测则可以通过超声波、X射线等方法来检测内部是否存在裂纹、气孔等问题。
破坏性检测则是通过切割焊接部位来观察内部结构和质量。
塑料激光焊接设计厚度要求标准
塑料激光焊接设计厚度要求标准塑料激光焊接是一种常用的加工工艺,适用于塑料制品的连接和加工。
在进行塑料激光焊接时,设计厚度要求标准是非常重要的。
设计厚度直接影响着焊接质量和工艺参数的选择,因此需要严格遵循标准要求。
首先,设计厚度要求标准应当根据不同塑料材料的种类和特性来确定。
一般来说,同一种塑料材料的焊接设计厚度要求标准是比较固定的,可以通过实验和经验总结得出。
例如,对于聚丙烯这种常见的塑料材料,一般可以确定其最佳焊接厚度范围为0.1mm-5mm,超出这个范围就会影响焊接质量。
其次,设计厚度要求标准还应考虑到焊接部件的结构和功能需求。
有些塑料制品需要承受较大的拉伸或压缩力,因此在设计时就需要考虑焊接厚度,以确保焊接部位能够承受相应的力学性能要求。
另外,对于一些需要耐高温或耐腐蚀的塑料制品,设计厚度也要求相对较厚,以增加焊接部位的耐用性和稳定性。
此外,设计厚度要求标准还要考虑到塑料材料的熔点和热导率等特性。
通常情况下,塑料材料的熔点较低,因此在设计厚度时要考虑到激光焊接的热影响区,避免焊接部位出现烧焦或热变形等情况。
另外,塑料材料的热导率较低,导热性能较差,因此在设计厚度时要考虑焊接部位的热传导情况,避免因热量无法传导导致焊接不均匀或接触不良。
总的来说,设计厚度要求标准是塑料激光焊接中的重要参数,需要根据不同塑料材料的种类和特性,结构和功能需求,以及热导率等因素来确定。
只有严格遵循设计厚度要求标准,才能保证塑料激光焊接的质量和稳定性,避免出现焊接质量不佳或焊接部位失效的情况。
在实际的工程应用中,设计厚度要求标准的确定需要结合具体的情况,通过试验和经验总结,不断优化和改进,以提高激光焊接的效率和质量。
塑料激光焊接技术
塑料激光焊接技术是一种将激光能量用于连接和焊接塑料材料的技术。
它是一种非接触式的焊接方法,通过将高能量激光束聚焦在塑料接头上,将塑料材料局部加热至熔点以上,使其熔化并在接头处形成固态连接。
以下是塑料激光焊接技术的一般步骤:
材料准备:选择适合激光焊接的塑料材料。
常用的可焊接塑料包括聚丙烯、聚乙烯、聚碳酸酯等。
确保接头表面平整、清洁,无油污或杂质。
设计和准备接头:设计适合激光焊接的接头形状,例如接头的接触面积、角度和对接方式。
确保接头的质量和一致性。
激光焊接设备设置:根据材料类型和厚度,调整激光焊接设备的参数,例如激光功率、焦距和扫描速度等。
聚焦激光束:使用透镜将激光束聚焦在接头上,形成一个小的加热区域。
焦点位置和大小的控制对焊接质量至关重要。
加热和熔化:激光束照射在接头上,产生瞬间的热能,使塑料材料熔化。
材料的熔点取决于具体的塑料类型和配方。
固化和连接:在激光束停止照射后,熔化的塑料材料迅速冷却和固化,形成牢固的连接。
焊接质量取决于焊接参数的控制和材料的选择。
塑料激光焊接技术具有许多优点,包括高焊接速度、无需添加焊接剂、接头强度高、焊接区域热影响小等。
它广泛应用于汽车工业、电子设备制造、医疗器械、航空航天等领域中,用于连接和密封塑料零件。
激光焊接塑料原理
激光焊接塑料原理激光焊接塑料是一种高效的、精密的塑料连接技术,利用激光束对塑料进行局部加热,使其熔化并在固化后形成坚固的焊接接头。
这种技术具有无接触式操作、高精度、高速焊接等优点,因此在汽车、电子、医疗器械等行业得到了广泛应用。
激光焊接塑料的原理包括以下几个方面:1.激光源激光是一种高能量、高聚焦的光束,通常由激光器产生。
激光的特点是能够高度聚焦,使得其能量密度极高,可以在瞬间对塑料进行局部加热。
2.光束聚焦激光的光束在经过透镜或反射镜的作用下,可以被聚焦成极小的点,能够在焊接区域形成高能量密度的光斑。
这种高能量密度的光斑可以快速加热塑料,并使其瞬间熔化。
3.塑料材料选择塑料材料的选择对激光焊接的效果有着重要的影响。
一般来说,熔点较低、透光性好的塑料更适合激光焊接。
常见的适合激光焊接的塑料材料包括聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯等。
4.焊接工艺激光焊接塑料的工艺包括以下几个步骤:首先,确定好焊接区域,将要焊接的塑料件放置在焊接平台上;然后,通过调整激光焦距,确保激光能够准确聚焦在焊接区域上;接着,激光加热塑料,使其熔化,然后冷却固化形成焊接接头。
5.控制系统激光焊接塑料的关键在于激光的精确控制。
因此,焊接设备通常配备了精密的控制系统,可以调节激光的功率、焦距、扫描速度等参数,从而达到对塑料进行精确的加热和焊接。
激光焊接塑料的优点包括以下几个方面:1.高精度激光聚焦能够形成极小的光斑,能够在微米级别对塑料进行加热,因此能够实现高精度的焊接。
2.无接触激光焊接是一种无接触的焊接技术,不会对塑料表面造成损伤,适合对表面要求高的产品进行焊接。
3.高速焊接由于激光能够在瞬间对塑料进行加热,因此焊接速度非常快,适合批量生产。
4.焊缝美观激光焊接形成的焊接接头通常比传统的焊接方法更美观,焊接接头平整光滑,外观更加精致。
激光焊接塑料的应用领域非常广泛,包括以下几个方面:1.汽车工业激光焊接塑料在汽车工业中得到了广泛应用,例如在汽车灯具、内饰件、隔音材料等方面都可以看到激光焊接的身影。
塑料激光焊接工艺设计
塑料激光焊接工艺设计
塑料激光焊接是一种高精度、高效率的焊接技术,它可以将两个或多
个塑料件通过热融合方式牢固地连接在一起。
在进行塑料激光焊接时,需要进行一系列的工艺设计。
首先,需要选择合适的激光器。
常用的激光器有CO2激光器和半导体激光器。
CO2激光器适用于大尺寸、厚度较大的塑料件焊接,而半导
体激光器则适用于小尺寸、薄壁厚度的塑料件焊接。
其次,需要确定合适的焊接参数。
这些参数包括功率、速度、聚焦距
离等。
这些参数的选择应根据具体材料和工件来确定。
然后,需要设计合适的夹具和定位装置。
夹具和定位装置可以确保工
件在焊接过程中保持稳定位置,并且不会发生移动或扭曲。
最后,在实际操作中还需要注意以下几点:首先要保持良好的通风环境,防止产生有毒气体;其次要使用安全防护措施,避免激光伤害;
还要定期检查设备,确保设备的正常运行。
总之,塑料激光焊接工艺设计是一个复杂而又精细的过程。
只有在合
适的设备和参数下,并且遵循正确的操作规程,才能得到高质量、高效率的焊接结果。
塑料激光焊接工艺介绍【详解】
以下为塑料激光焊接的工艺,一起来看看吧。
1. 激光的波长塑料焊接过程中常用的是二极管激光器或半导体激光器。
光束处于近红外区域,并且光束波长在400~1,100μm,可以通过光纤传输,在这个范围内的激光束可以被大多数的塑料所吸收。
二极管激光焊接系统紧凑,并且激光器还可以达到更高级别的功率。
激光的波长可以根据特殊要求来设计。
半导体激光器的波长一般是808~980μm。
半导体激光器投资成本小,体积小,效率高。
2. 塑料材料热塑性塑料包含无定形塑料和半晶性塑料。
能够被激光焊接的塑料均属于热塑性塑料。
理论上,所有热塑性塑料都能够被激光焊接。
塑料激光焊接技术对被焊接塑料的要求为:在热作用区内的材料,要求对激光光波的吸收性好;不属于热作用区部分的材料,则要求对光波的透过性好,尤其在对两件薄塑料件进行叠焊时更是如此。
一般向热作用区塑料中添加吸收剂可以达到目的。
3. 吸收剂吸收剂的应用是塑料激光焊接工艺中非常重要的工艺。
塑料激光焊接的本质是将热作用区的待焊接塑料融化,随后冷却自然实现塑料件的接合。
让塑料融化需要使塑料件吸收足够的激光能量。
通常理想的吸收剂是碳黑,碳黑能够将红外波长的激光能量基本全部吸收,从而大大提高塑料的热吸收效果,使得热作用区的材料融化得更快、效果更好。
一些其他颜色的染料,也能够起到相同的吸收光波的效果。
添加吸收剂的方法有3种:一是直接向待焊接材料中渗入吸收剂,这样应该将渗过吸收剂的塑料件放在下面,而把没有渗吸收剂的塑料件放在上面,让激光光波通过;二是向塑料件待焊接的表面渗吸收剂,这样只有被渗透了吸收剂的一部分塑料将成为热作用区而被融化;三是在两块待焊接塑料件的接触处喷涂上或者印刷上吸收剂。
4. 其他参数与金属焊接不同,塑料激光焊接需要的激光功率并不是越大越好。
焊接激光功率越大,塑料件上的热作用区就越大、越深,将导致材料过热、变形、甚至损坏。
应该根据需要融化的深度来选择激光功率。
塑料激光焊接的速度比较快,一般得到1mm厚焊缝的焊接速度可达20m/min;而采用高功率的CO2激光器焊接塑料薄膜,最高速度可以达到750m/min。
塑料激光焊接工艺设计
塑料激光焊接工艺设计
激光焊接技术作为一种高效、精密的焊接方法,在工业生产中得到广泛应用。
而塑料激光焊接作为其中的一种特殊形式,具有独特的优势和特点。
本文将重点讨论塑料激光焊接工艺的设计,以及在实际生产中的应用。
塑料激光焊接的工艺设计需要考虑的因素有很多。
首先是选择合适的激光源。
激光源的功率、波长、光束质量等参数都会直接影响焊接效果。
其次是选择合适的焊接参数,包括激光功率、焦距、焊接速度等。
不同的塑料材料在焊接时需要的参数也会有所差异,因此需要根据具体情况进行调整。
此外,还需要考虑工件的设计和准备工作,确保焊接过程中能够达到预期的效果。
塑料激光焊接工艺设计还需要考虑焊接过程中可能出现的问题以及解决方案。
例如,塑料材料容易受热变形,因此在焊接过程中需要控制好温度和焊接速度,避免出现裂纹或变形。
此外,焊接接头的设计也很重要,需要确保接头的质量和强度符合要求。
针对不同的塑料材料,可能需要采用不同的焊接方式和工艺参数,以达到最佳的焊接效果。
在实际生产中,塑料激光焊接技术已经得到广泛应用。
例如,在汽车制造、电子设备制造、医疗器械制造等领域,塑料激光焊接都发挥着重要作用。
通过优化工艺设计,可以提高焊接效率,降低成本,
提高产品质量。
因此,对塑料激光焊接工艺的设计和优化具有重要意义。
塑料激光焊接工艺设计是一个复杂而关键的过程,需要综合考虑材料特性、焊接参数、工件设计等多个因素。
通过合理设计和优化,可以实现高效、精密的塑料焊接,为工业生产带来巨大的好处。
希望本文能够为相关领域的从业者提供一些参考和帮助。
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塑料的激光焊接摘要:塑料激光焊接的特点与金属材料的激光焊接有较大的不同。
本文论述了塑料激光焊接的基本原理、所用的激光设备,焊接工艺以及塑料激光焊接在工业生产中的应用。
塑料激光焊接的工艺涉及焊接吸收剂、激光波长、被焊材料的特性和要求、加工系统控制软件等等。
关键词:塑料激光焊接工艺应用一、前言自上世纪60年代问世以来,激光以其相干性好、能量密度高、准直性好等优异特性,在现代工业的各个方面得到了广泛的应用。
在材料加工领域,激光用来进行金属材料的切割、焊接、表面相变硬化、合金化、熔覆、打孔、打标、辅助切削、直接制造、快速成形、清洗及微细加工等等。
利用激光来焊接金属材料有许多优越性:方便快捷、焊缝小、焊接影响区域小,对原材料性质和形态的改变均很小;易于实现数控控制,可以焊接形状特殊的工件;激光能量集中、作用时间短,可以焊接薄板、金属丝等传统焊接工艺难以加工的材料以及精密、微小、排列密集、受热敏感的材料,等等。
激光焊接在金属材料加工中的应用越来越普遍,正逐步从特种加工转变为常规加工工艺。
随着石油的大规模开采使用和石油化工工业的高速发展,塑料作为一种工程材料,成本低廉、获取方便(石油炼化工业的产品)、加工成型技术简单快捷、成品重量轻、物理特性优良、能提供各种工程性能,其应用非常广泛。
塑料作为钢铁、铝、镁等金属和其他一些非金属材料在工程上的替代品,在工业制造和日常生活中的使用都越来越普遍。
当前,激光所能够焊接的材料,除了传统的金属材料之外,其范围正在逐步扩大,在例如陶瓷等非金属材料上的使用也越来越多;而塑料作为有机材料的代表之一,也被用来作为激光焊接的对象,能够用激光实现焊接的塑料必须是热固性的。
20世纪70年代,激光开始被应用到塑料焊接上;但直到20世纪90年代,才取得了大规模的工业应用[1]。
见于文献报道的最早激光塑料焊接应用是在1972年,使用100瓦的CO2激光光源,以每秒10毫米的速度焊接聚乙烯薄板(最大厚度为1.5毫米)。
直到目前,由于激光器技术的限制以及塑料材料本身固有的强度低、耐热性差、易变形等特点,在塑料工业中,激光作为焊接工具还不是非常普遍;塑料激光焊接的成品,也仅仅限于包装、医疗器械、微电子产品等方面。
但是,随着塑料材料和各种激光器及激光加工机的快速发展,塑料激光焊接技术的研究和应用也必将越来越广泛。
二、塑料激光焊接的原理塑料激光焊接的基本原理与金属材料激光焊接的基本原理相近。
激光作为一种焊接用热源,具有准直性优良、光束能量密度高、作用区域小等优点。
在焊接过程中,通过反射镜、透镜或光纤组成的光路系统,将激光器产生的光束聚焦于待焊接区域,形成热作用区;在热作用区中的塑料被融化;在随后的凝固过程中,已融化的材料形成接头,待焊接的部件即被连接起来。
由于被焊接材料具有本质上的不同,塑料激光焊接的特点和具体工艺与传统金属焊接也有比较大的差别。
三、塑料激光焊接的工艺1.激光的波长在金属材料的激光焊接工艺中,一般采用YAG或者CO2激光作为光源,塑料焊接也不例外。
随着半导体材料工业的快速发展,半导体激光作为光源也渐渐得到了应用。
三者之中,由于易于获得较大功率,前两者在传统的材料加工工业中的使用较为普遍;而由于塑料激光焊接对光源功率大小要求不高,但对可控性和易操作性要求较高,因此半导体激光在塑料焊接中也很有用武之地。
CO2、Nd:YAG和半导体激光三种光源的波长、最大功率、最小聚焦直径等参数的典型值如下所列:(1).CO2激光:波长较长,为10.6微米,属远红外波段,一般情况下塑料材料对这一波长的吸收情况好。
目前最大输出功率达50kW,转化效率约10%,最小聚焦直径约0.2~0.7mm。
焊接塑料时热作用区深度较深,适合于需要焊接较厚的塑料材料。
CO2激光不能用光纤传输,只能$&*透镜反射镜组成的光学系统来构建刚性传输光路,从而影响激光头的操作性。
(2).Nd:YAG激光:波长较短,为1.06微米,属近红外区波长,不易被塑料吸收。
最大输出功率6kW,转化效率为3%,最小聚焦直径0.1~0.5mm。
Nd:YAG激光的特点是聚焦区域小,可以方便地通过光纤传输来构建光路,可将激光头装到机器人手臂上,实现焊接过程的数控和精密自动化;另一方面可以较好地透过上层的待焊接材料,到达下层待焊接材料或者中间层而被吸收,从而实现焊接。
(3).半导体激光:波长0.8~1.0微米,最大输出功率6kW,转化效率30%,最小聚焦直径0.5mm。
由于其输出输出功率较小,适用于焊接激光功率要求较低的场合,如小型塑料器件的精密焊接。
半导体激光能量转化效率高,易于实现激光器的小型化和便携化[9]。
2.塑料材料能够被激光焊接的塑料均属于热塑性塑料。
理论上,所有热塑性塑料都能够被激光焊接。
塑料激光焊接技术对被焊接塑料的要求为:在热作用区内的材料,要求对激光光波的吸收性好;不属于热作用区部分的材料,则要求对光波的透过性好,尤其在对两件薄塑料件进行叠焊时更是如此。
一般向热作用区塑料中添加吸收剂可以达到目的。
目前能够使用激光焊接的单种成分塑料包括:PMMA——聚甲基丙烯酸甲脂(有机玻璃),PC塑料,ABS塑料, LDPE-低密度聚乙烯塑料,HDPE-高密度聚乙烯塑料,PVC-聚氯乙稀塑料,Nylon 6-尼龙6,Nylon 66-尼龙66,PS-PS树脂,等等。
上述各种塑料制成的塑料件,如模制的塑料品、塑料板、薄膜、人造橡胶、纤维甚至纺织物都可以作为被焊接的对象。
由于激光焊接具有传统焊接不具备的热作用区小、控制精确容易的特点,因此上述各种单体材料之间也可以进行焊接。
3.吸收剂吸收剂的应用是塑料激光焊接工艺中非常重要的工艺。
如前所述,塑料激光焊接的本质是将热作用区的待焊接塑料融化,随后冷却自然实现塑料件的接合。
让塑料融化需要使塑料件吸收足够的激光能量。
塑料自身能够以较高吸收率吸收激光能量自然最好,但一般在不添加吸收剂的情况下,塑料对光波的吸收性不是很好,吸收效率很低,融化效率不理想。
通常理想的吸收剂是碳黑,碳黑能够将红外波长的激光能量基本全部吸收,从而大大提高塑料的热吸收效果,使得热作用区的材料融化更快、效果更好。
一些其他颜色的染料也能够起到相同的吸收光波的效果。
英国焊接学会(TWI,The Welding Institute)研制出了一种对可见光透明的染料。
用这种染料做吸收剂,可以得到透明的塑料焊缝。
碳黑在吸收红外波段的激光光波的同时,也吸收可见光波,这也是碳黑看起来为黑色的原因,用碳黑作吸收剂会使激光焊接焊缝颜色变深,与母材颜色不同。
TWI研制出的对可见光透明的染料只吸收红外波段的电磁波,不吸收可见光,因此看起来焊缝仍然是透明的。
很多情况下,塑料焊接要求成品美观、精致,因此相比碳黑,对可见光透明的染料吸收剂非常受青睐。
英国TWI的ClearWeld技术搭焊的两片透明的PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯,也即有机玻璃)薄片;传统碳黑吸收剂与采用TWI的ClearWeld技术的透明吸收剂所得到的不同效果。
添加吸收剂的方法有3种:一是直接向待焊接材料中渗入吸收剂,这样应该将渗过吸收剂的塑料件放在下面,而把没有渗吸收剂的塑料件放在上面,让激光光波通过;二是向塑料件待焊接的表面渗吸收剂,这样只有被渗透了吸收剂的一部分塑料将成为热作用区而被融化;三是在两块待焊接塑料件的接触处喷涂上或者印刷上吸收剂。
4.其他参数与金属焊接不同,塑料激光焊接需要的激光功率并不是越大越好。
焊接激光功率越大,塑料件上的热作用区就越大、越深,将导致材料过热、变形、甚至损坏。
应该根据需要融化的深度来选择激光功率。
塑料激光焊接的速度比较快,一般得到1mm厚焊缝的焊接速度可达20m/min;而采用高功率的CO2激光器焊接塑料薄膜,最高速度可以达到750m/min。
5.软件激光焊接系统中,计算机软件的作用是对激光头的运动轨迹和速度、激光功率等一般性的工艺参数进行数字化控制,以达到提高加工速度和精度、改善加工质量的目的,这些与传统的激光加工中的软件控制并没有什么不同,但由于塑料激光焊接中吸收剂的特殊作用,塑料激光焊接控制系统和加工系统又有其自身的特色。
TWI研究所结合其ClearWeld塑料焊接工艺,设计开发了计算预测吸收剂用量及用法的软件。
根据不同材料的厚度、颜色、吸收比率等,结合激光器的功率、光波透过率等参数,在焊接前用软件计算吸收剂的用量和添加方法,再根据预测的用量添加吸收剂。
提供给软件的输入数据包括:塑料材料特性:种类、厚度、颜色;焊接数据:焊接区域形状复杂程度、宽度、焊接速度;激光器特性:功率、红外光透过率等。
经过计算和筛选,软件给出的输出结果包括:吸收剂种类、用量及要求的添加方式的列表,焊接过程中激光光波在上层材料中的能量损失。
软件的计算结果与实际焊接测量的结果很接近,图6为焊接后生成的热影响区(HAZ)大小的计算值和实际测量值的对比,所用塑料材料为PMMA。
可见,软件计算结果与实测结果非常接近。
由于塑料激光焊接的规律性较强,有较好的可预测性,因此,采用软件计算筛选方法预测结果是非常有效和可行的。
四、塑料激光焊接的应用塑料激光焊接的综合优点较多:速度快;焊接精度高;焊机自动化、精密数控实现方便;加工现场环境条件优于传统焊接工艺;成本相对较低。
因此,塑料激光焊接技术在以下领域得到了比较广泛的应用:1.医疗器械:某些特殊用途的医用塑料器械产品,其形状和产品结构构成要求必须用焊接的方法;2.包装工业:例如高级工业制成品的包装,采用塑料薄膜焊接技术,可以得到加工高速、接缝可靠、外表美观的塑料包装。
塑料质外包装材料的激光焊接连接。
塑料材料为热塑性塑料和人造橡胶。
3.汽车零部件:当今汽车车身的大趋势是力求减轻其重量,因此塑料、树脂、特种玻璃等材料在汽车上得到了越来越广泛的应用。
而焊接是其中必不可少的工艺,激光焊接又是所有焊接工艺中较传统工艺优势最大、技术成熟、成本相对最低的一种。
因此,激光焊接热塑性塑料、合成树脂、合成橡胶,以及一些特种玻璃等车用材料在汽车工业中应用较多。
4.电子器件产品封装:电子器件产品的封装技术对于焊接环境和工艺的要求非常严格,例如低尘埃量、低热量、无强震动,封装精度高、接缝可靠耐用、外表美观等。
封装用的材料很大一部分就是塑料,因此塑料激光焊接同样有很大的应用空间。
5.纺织品:激光焊接纺织品可以被称作激光缝合。
其接缝牢固可靠、加工速度快的优点非常适合缝合纺织品。
一些防水服装装备和要求气密性的装备,都可以利用激光焊接来加工。
五、展望金属材料的激光焊接已经在诸如汽车工业等领域得到了较广泛的应用,激光焊接新材料(如塑料、玻璃、陶瓷、各种有机物等)的研究正方兴未艾,尤其是不同材料之间的复合焊接,更成为研究和应用的热点。
激光焊接塑料具有低成本、高速度、加工方便、实现精密数控容易、原材料适用范围广、接合性和工艺性好等综合优势,随着塑料焊接工艺研究和塑料激光焊接设备的逐步商品化,塑料激光焊接的应用必将越来越广泛,技术越来越成熟。