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解決方案

塑料焊接新利器,必殺技是……?

來源:銳科激光2021-05-18 我要評論(0 )   

隨著新型材料加工技術(shù)的發(fā)展,塑料產(chǎn)品因其質(zhì)量輕、比強(qiáng)度高、耐腐蝕、絕緣性好和成型加工性能優(yōu)良等特性,已經(jīng)大量取代金屬和陶瓷等傳統(tǒng)材料,廣泛應(yīng)用于航空、船舶、...

隨著新型材料加工技術(shù)的發(fā)展,塑料產(chǎn)品因其質(zhì)量輕、比強(qiáng)度高、耐腐蝕、絕緣性好和成型加工性能優(yōu)良等特性,已經(jīng)大量取代金屬和陶瓷等傳統(tǒng)材料,廣泛應(yīng)用于航空、船舶、汽車、醫(yī)療器具、食品包裝以及日用化工等領(lǐng)域。因此,塑料件連接工藝的好壞對塑料產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用有著重大的意義。現(xiàn)有的塑料焊接方法有熱板焊、振動焊、超聲波焊和激光焊等,而激光焊接因其加工的焊縫精密牢固,焊接過程中樹脂降解少,具有獨(dú)特的優(yōu)勢。

塑料激光焊接原理

塑料按受熱后的性質(zhì)可分為熱塑性塑料和熱固性塑料兩類。熱塑性塑料的分子呈線型結(jié)構(gòu),在受熱時(shí)發(fā)生軟化或熔化,可以流動成型,冷卻后變硬,這種軟化和變硬的過程可重復(fù)循環(huán),因此熱塑性材料可以采用焊接工藝進(jìn)行連接。

激光塑料焊接方法要求上下層待焊材料對一定波長的激光分別表現(xiàn)為較好的透過性和較好的吸收性,基于此,塑料激光焊接也稱激光透射焊接,其激光焊接原理如圖1所示。

圖1 激光透射焊接原理

焊接時(shí),激光透過上層材料并在上層材料與下層材料的結(jié)合面處被下層材料吸收并產(chǎn)生熱量,熱量在上下層材料之間傳遞,使結(jié)合面融化,熔融狀態(tài)下的塑料大分子在壓力和熱膨脹的作用下相互擴(kuò)散和纏結(jié),產(chǎn)生范德華力實(shí)現(xiàn)焊合。

一般說來,當(dāng)上層材料激光透過率高于50%,下層材料激光透過率低于20%時(shí),會獲得較好的效果。

國外從1972年就開始開展激光塑料焊接的研究和應(yīng)用,國內(nèi)起步較晚,但近二十年,該項(xiàng)技術(shù)也得到深入的研究和應(yīng)用,表1為常用塑料材料的可焊性。

表1 常用塑料材料的可焊性

塑料激光焊接方法

激光焊接方法主要分為四類:輪廓焊接、同步焊接、準(zhǔn)同步焊接和掩膜焊接,具體見圖2。

圖2 激光焊接方法分類

激光器的選擇

最早應(yīng)用于塑料焊接的激光器多為波長10.6μm的CO2激光器,由于波長較長,其穿透能力較低和吸收率較高等特點(diǎn),CO2激光器只適用于焊接較薄的薄膜材料。相對于CO2激光器,由于大部分塑料在808~1100nm波段的透過率極高,因此半導(dǎo)體激光器廣泛應(yīng)用于塑料產(chǎn)品的焊接。

工藝參數(shù)的選擇

在激光焊接過程中,焊接件的結(jié)構(gòu)形式、夾緊力、激光功率、焊接速度和光斑大小這5種因素對焊接效果影響較大。焊接使用的功率一般為10W~100W,光斑尺寸一般為0.5mm~5mm。

產(chǎn)品推薦

銳科激光百瓦級光纖輸出半導(dǎo)體激光器已廣泛應(yīng)用于塑料激光透射焊接。

銳科激光百瓦級光纖輸出半導(dǎo)體激光器

焊接案例

PMMA(含涂層)+PP焊接

白色PP+黑色PP

焊接

PA66+GF30

焊接


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塑料激光焊接CO2激光器
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