分析塑料激光焊接及其应用
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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。
激光焊接分类及应用领域激光焊接是一种常见的焊接技术,适用于多种材料的焊接,如金属、塑料、玻璃等。
根据激光器的类型和应用需求,激光焊接可以分为几个不同的分类。
以下是对激光焊接分类及其应用领域的详细解释。
1. 激光传统焊接:激光传统焊接是最常见的激光焊接技术,主要应用于金属材料的焊接。
它使用高能量密度的激光束将金属材料加热到熔化点,然后通过材料的表面张力和焊接材料的强度来进行连接。
这种焊接技术通常用于汽车、航空航天、电子设备制造等行业。
2. 激光深熔焊接:激光深熔焊接是一种高能量激光焊接技术,常用于金属材料的厚板焊接。
它通过将激光束聚焦到很小的点上,产生高能量密度,使材料瞬间融化并深入焊缝,在快速冷却的情况下形成均匀的焊缝。
这种焊接技术主要应用于航空航天、船舶制造、石油化工等需要高强度焊缝的领域。
3. 激光合金焊接:激光合金焊接是一种特殊的焊接技术,使用激光束将两个或多个不同材料的金属零件熔化在一起,形成均匀的合金焊缝。
这种焊接技术通常应用于金属零件的制造和修复,如汽车制造、管道连接、电子设备组装等。
4. 激光透明材料焊接:激光透明材料焊接是一种专门用于玻璃、陶瓷等透明材料的焊接技术。
由于透明材料对激光束的吸收较小,传统的焊接方法很难实现对透明材料的焊接。
而激光焊接技术利用了激光束的高能量密度和聚焦能力,能够有效地加热透明材料表面,形成均匀的焊接缝。
这种焊接技术适用于光学元件、光纤通信设备、医疗器械等领域。
5. 激光微细焊接:激光微细焊接是一种高精度、高质量的焊接技术,可以实现微小尺寸零件的连接。
它通常用于电子设备制造、精密仪器仪表、医疗器械等领域,例如焊接电子芯片、微型传感器、细线连接等。
总结起来,激光焊接是一种广泛应用于各行各业的焊接技术,可以根据不同的材料和应用需求进行分类。
通过激光传统焊接、激光深熔焊接、激光合金焊接、激光透明材料焊接和激光微细焊接等不同的焊接方式,可以实现对金属、塑料、玻璃等材料的高效、高质量焊接。
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。
激光焊接技术的研究现状及应用摘要:激光焊接技术的应用领域较为广泛,有着传统工艺技术作不具备的优势和特点,能在一定程度上对焊接工艺进行优化和改良,可以满足产品改革需求,与行业技术发展相吻合,有效推动工业发展环保以及自动化进程,创造了极大的社会效益和经济效益,所以强化对激光焊接技术的研究很有必要。
关键词:激光焊接技术;研究现状;应用引言:在激光技术工艺中,激光焊接技术是极为重要的内容,同时也是当前焊接技术发展中的一项重点。
该技术在国外工业生产中的应用较为广泛,并获得了良好成效,但在我国,激光焊接技术的水平相对较低,与国外存在的差距比较大。
因而,在工业发展速度日益加快的新时期下,应该强化对这一技术的研究和优化,高效且离灵活的应用,确保其可以为工业的长久发展提供技术支持。
1激光焊接技术的研究现状1.1国外激光焊接技术的研究现状因为国外激光焊接技术和制造业的发展水平很高,所以早在上上个世纪八十年代,国外的一些国家开始研究激光焊接技术,并分析该技术如何能高效地运用在传统制造业中。
诸如:美国以及日本等,对于激光焊接技术的应用相对广泛。
通过对徐志超《2003年国外舰船制造技术发展概述》所以发表的文章研究中可知,激光焊接技术的进展主要是美国在bender造修船有限公司,其在发展中,成功完成了激光焊接系统焊接船体平面分段的试验,并且,随着科技的发展,激光焊接技术水平越来越高[1]。
现阶段,部分发达国家并已经将该技术的研究列入了国家发展计划中,投入的资金力度相对较大。
而在政府的合理引导和财政支持下,该技术的发展十分快速。
尤其是在进入21世纪以后,在很多领域中都用到了激光焊接技术,包括汽车工业、造船工业等。
同时,在技术的深入使用下,已经初步形成了焊接技术行业标准,以便技术可以在合理的范围内运用。
并且,为保证焊接效率能进一步提高,让技术可以在现代大型生产中高效运用,尤其是建筑业、大型制造业等,国外发达国家也加强了重视,通过对大功率激光器的深入研究,进一步达到大功率激光焊接技术的目标,从而让激光焊接技术应用范围拓宽。
浅谈激光焊接技术在塑料管路接头产品中的应用阙峰1 阙倪琦2发布时间:2023-06-01T09:57:05.188Z 来源:《工程建设标准化》2023年6期作者:阙峰1 阙倪琦2 [导读] 激光焊接技术作为一种焊接方式,已在工业市场中被广泛地使用,尤其在航空、航天、高铁等尖端行业中被大量用于焊接、固定金属部件。
本文将探讨激光焊接技术在塑料管路接头制品中的应用。
1瑞肯耐特流体控制系统(镇江)有限公司江苏镇江 212000 2南京旅游职业学院江苏南京 210000摘要:激光焊接技术作为一种焊接方式,已在工业市场中被广泛地使用,尤其在航空、航天、高铁等尖端行业中被大量用于焊接、固定金属部件。
本文将探讨激光焊接技术在塑料管路接头制品中的应用。
关键词:激光焊接技术;塑料管路;接头产品一、激光焊接技术的工作原理如图1-1,待焊接的两个部件,上部件(外部件)为一透光材料部件,下部件(内部件)为一吸光材料部件。
当近红外线激光NIR (910-1100nm)透射过上部件(外部件),并被下部件(内部件)所吸收时,红外线激光的光能将转化为热能,将两个部件的接触表面融化,形成焊接面,从而使两个部件的接触表面焊接在一起。
图1-1 激光焊接工作原理图二、激光焊接技术的优势激光焊接技术以其快速、精密、牢固的焊接效果,被用户所青睐。
在流体管路接头行业中,激光焊接技术被越来越多地用于管路和接头间的固定,从而取代传统的机械装配的模式,如下图(图2-1、图2-2)所示。
图2-1 机械装配图2-2 激光焊接激光焊接在快插接头中的优势十分的显著:1.提高了产品的安全性能,管路与接头间的拉脱力和气密性,均有非常大的提升;2.保证管路的内部通径不被减小,降低了流体在管路中的流阻;3.降低流体在杉树端的渗透。
三、材料透光率的影响因素众所周知,材料的透光程度将直接影响激光焊接的效果。
材料透光率越高,激光就越能有效地穿透,就越能使焊接面的温度达到材料的熔点,从而获得最佳的焊接效果。
激光焊接技术的研究现状及发展趋势探究激光焊接技术是一种高精度、高效率的焊接方法,近年来得到了广泛的应用和发展。
本文将探究激光焊接技术的研究现状和发展趋势,分析其在各个领域的应用以及未来的发展方向。
一、激光焊接技术的研究现状1. 激光焊接工艺激光焊接是利用激光束对材料进行加热,从而使材料表面产生熔化,并将熔化池与受热区域形成牢固的结合。
激光焊接工艺主要包括传统激光焊接、深层激光焊接、激光-激光混合焊接、激光-煤炭混合焊接等多种方式,每种方式都有其适用的具体情况。
2. 激光焊接设备激光焊接设备包括激光发生器、激光传输系统和焊接装置等部分。
目前,市场上主要有固体激光器、液体激光器和气体激光器等多种类型的激光器可供选择,其中固体激光器因其高功率、高能量密度和高效率等优势,逐渐成为主流。
3. 激光焊接材料激光焊接可适用于多种材料,包括金属材料、合金材料、塑料材料等。
而随着激光焊接设备和工艺的不断改进,其在特殊材料、复合材料和高温材料等方面的应用也逐渐增多。
4. 激光焊接检测技术激光焊接后的焊缝质量直接影响着工件的使用性能,因此激光焊接检测技术成为焊接过程中不可或缺的一部分。
目前,主要的检测技术包括激光扫描显微镜检测、红外热像仪检测、超声波检测和X射线检测等多种方式。
5. 激光焊接应用领域激光焊接技术已经广泛应用于汽车制造、航空航天、电子设备、医疗器械、管道制造等领域。
在汽车制造中,激光焊接可以实现车身零部件的高效焊接,提高生产效率,减少成本。
6. 激光焊接的优势与传统焊接方法相比,激光焊接具有焊缝小、变形小、热影响区小、焊接速度快、热影响深度浅等特点。
激光焊接在一些对焊接质量要求高、对材料变形敏感的领域有着明显的优势。
1. 激光焊接设备的技术升级随着激光技术的不断发展,激光焊接设备的性能将不断提升。
固体激光器的输出能量和能量密度将不断增加,激光束质量和稳定性将得到进一步提高,激光束调控技术也将更加精密。
2. 激光焊接工艺的创新针对不同的焊接需求,激光焊接技术将不断进行工艺创新。
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。
激光焊接实验报告激光焊接实验报告激光焊接是一种高精度、高效率的焊接技术,近年来在工业生产中得到广泛应用。
本次实验旨在探究激光焊接的原理、工艺参数对焊接质量的影响以及激光焊接在不同材料上的应用情况。
一、激光焊接原理激光焊接是利用激光束高能量密度的特性,使焊接材料局部加热至熔点以上,并通过熔融池的形成和凝固来实现焊接的过程。
激光束的高能量密度使得焊接过程能够在极短的时间内完成,从而减少了热对焊接材料的影响区域,避免了热变形和材料的退火等问题。
二、激光焊接工艺参数对焊接质量的影响在实验中,我们通过调整激光功率、焊接速度和焊接距离等工艺参数,探究它们对焊接质量的影响。
1. 激光功率:激光功率的大小直接影响焊接材料的加热速度和熔融深度。
当激光功率过低时,焊接材料无法达到熔点,焊接效果差;当激光功率过高时,会导致焊接材料过度熔化,产生焊缝过宽或焊接变形等问题。
因此,选择合适的激光功率对于获得良好的焊接质量至关重要。
2. 焊接速度:焊接速度决定了激光束在焊接材料上停留的时间,直接影响焊接区域的加热时间和冷却速度。
当焊接速度过快时,焊接材料的加热时间不足,焊接质量较差;当焊接速度过慢时,焊接区域的热量传导时间过长,可能引起焊接材料的过热和变形。
因此,选择适当的焊接速度能够提高焊接质量。
3. 焊接距离:焊接距离是指激光束与焊接材料的距离,它决定了激光束的焦点位置和焊接区域的大小。
当焊接距离过大时,激光束的能量密度降低,焊接质量下降;当焊接距离过小时,激光束的能量密度过高,可能导致焊接材料熔化过度。
因此,选择合适的焊接距离对于获得理想的焊接效果十分重要。
三、激光焊接在不同材料上的应用情况激光焊接技术在不同材料上都有广泛的应用,如金属、塑料、陶瓷等。
1. 金属焊接:激光焊接在金属焊接领域具有独特的优势。
由于激光束的高能量密度和聚焦性,可以实现对金属材料的高精度焊接,焊接接头的强度和密封性都较高。
激光焊接还可以用于焊接不同种类的金属材料,如不锈钢、铝合金等。
激光焊的特点及其应用一、激光焊的特点1、优点激光焊是以高能量密度激光束作为热源的熔焊方法。
采用激光焊,不仅生产率高于彳专统的焊接方法,而且焊接质量也得到显著提高。
与一般焊接方法相比,激光焊具有以下特点。
1)聚焦激光束具有很高的功率密度(105~107W∕cm2或更高),加热速度快,具有高深宽比(在穿孔焊接的情况下,焊缝深度与宽度之比可以达到10:1),焊接速度快特点,可实现深熔焊和高速焊。
激光焊接可以实现电脑或者数位控制,焊接速度相比传统焊接要快3-5倍,可明显提高焊接效率,提升整体制造效率。
2)焊缝平整美观,焊后无需处理或只需简单处理工序,同时焊缝质量高,无气孔,焊后组织可细化,焊缝强度、韧性相当于甚至超过母材金属。
4)激光加热范围小(<1mm),在同等功率和焊件厚度条件下,可将热量输入减少到最小所需量,热影响区变化范围小,热传导引起的变形也最低。
5)激光能发射、透射,能在空间传播相当距离而衰减很小,通过光导纤维、棱镜等光学方法弯曲传输、偏转、聚焦,并精确控制,聚焦光点小,可高精度定位,易实现自动化,特别适合于微型零件、难以接近的部位或远距离的焊接。
6)激光在大气中损耗不大,可以穿过玻璃等透明物体,适合于在玻璃制成的密封容器里焊接被合金等剧毒材料,同时激光不受电磁场影响,不存在射线防护,也不需要真空保护。
7)可焊接某些异种材料和一般焊接方法难以焊接的材料,如高熔点金属、非金属材料(如陶瓷、有机玻璃等)、对热输入敏感的材料都可激光焊,且焊后无需热处理。
8)激光焊接技术属于非接触式焊接,焊接方式不同于传统焊接,无需使用电极,对机具的损耗和形变影响非常少,能够将热入量很大限度的降低,降低因热传导产生的不利影响发生率。
2.局限性1)由于光束质量和激光功率的限制,激光束的穿透深度有限,高功率、高光束质量的激光器加工成本高,激光器特别是高功率连续激光器,价格昂贵,目前工业用激光器的最大功率为20kW,可焊接的最大厚度约20mm,比电子束焊小得多。
本文摘自再生资源回收-变宝网()分析塑料激光焊接及其应用
随着绿色环保理念在全球工业生产中的贯彻以及生产成本控制方面的考虑,塑料作为一种性能优异的可再生非金属材料,被日益广泛地应用在各行业的零部件设计、制造上,传统的金属部件越来越多地被拥有同样工作性能的塑料部件替代,同时对塑料零件之间的焊接连接技术和焊接质量也提出了更高的要求,这些变化为激光焊接技术在塑料材料领域的应用提供了契机。
一、传统塑料焊接常用的方法
1、热气焊接
热气焊接法利用加热的气流(通常为空气)将热塑性塑料基材和热塑性塑料焊条加热和熔化。
基材和焊条熔融后形成焊缝。
为确保有效焊接,必须在焊条上施加适当的温度和压力,还应确保合适的焊接速度和焊枪位置。
主要用途包括化学品存储容器、通风管道和汽车保险杠等注塑件维修等。
氮气用于氧气敏感的材料,如聚乙烯;氧气则形成更高的焊接强度。
这一焊接方法的主要优点在于能焊接大型、复杂的部件,但是焊接速度慢,焊接质量完全依赖于焊工的技能。
2、热板焊接
对于塑料接合来说,热板焊接是最简单的批量生产技术。
高温热板夹于待接缝的表面之间,直到软化为止。
此时,将热板抽出,两表面在受控压力之下贴合,保持一段特定的时间后合在一起。
然后,让熔融表面冷却,形成焊接。
焊接工具或加热组件配有内置电热器,以避免塑料粘连于焊接工具上。
多种日常用品都采用这一焊接工艺,例如:吸尘器外壳,洗衣机和洗碗机部件、制动液油箱、后灯、指示灯等汽车部件。
热板焊接法的弊端在于焊接速度较慢。
3、植入焊接
在植入焊接中,首先将金属嵌件夹在待接缝的部件之间,然后通过感应或电阻方式加热。
采用电阻焊接时,要求沿接缝放置电线将电流传导到植入件中;采用感应焊接时则不需要这种方式。
植入焊接法已用于焊接大型部件等的复杂接缝,包括汽车保险杠、电动汽车和游艇船壳等。
5、摩擦焊接
热塑性塑料摩擦焊接(也称为“旋转焊接”)与金属焊接的原理相同。
在这种焊接工艺中,将一片基材固定,另一片基材以受控的角速度旋转。
当部件压合在一起时,摩擦热导致聚合物熔融,冷却后即形成焊接。
摩擦焊接能产生优良的焊接质量,焊接工艺简单,重复性强,仅适合于至少有一个部件是圆形且不需要角度对齐的应用领域。
6、振动焊接
振动焊接也称为线性摩擦焊接。
两件热塑性部件在适当的压力、频率和振幅下相互摩擦,直到产生足够的热量使聚合物熔融为止。
振动停止后,部件彼此对齐,熔化的聚合物固化后形成焊接。
此焊接工艺主要优点在于能高速焊接大型复杂线性部件。
其它强项包括:能同时焊接多个部件,焊接工具简单,几乎能焊接所有热塑性材料,主要用于汽车和家用电器行业。
7、超声波焊接
超声波焊接法通过机械高频振动而形成接缝。
待装配的部件加压夹持于振荡焊头和固定焊头之间,然后与接触面呈直角,接受频率为20~40KHz的超声振动。
交替式高频应力在接缝界面处产生热量,从而形成优质的焊接。
用于这一工艺的工具十分昂贵,因此,适宜在生产量较大时采用。
应用领域包括在多头机上焊接医疗器材所用的阀门和筛检程序、盒体、汽车部件、吸尘器外壳等。
二、塑料激光焊接
塑料激光焊接原理
最常用的激光焊接形式被称为激光透射焊接,首先将两个待焊接塑料零部件加压力夹在一起,然后将一束短波红外区的激光定向到待粘结的部位。
图1塑料激光焊接基本原理图
激光束通过上层透光材料,然后被下层材料吸收,激光能量被吸收后转换为热能,由于两层材料被压在一起。
热能从吸收层传导到透光层上,使得两层材料熔化并结合。
图2塑料激光焊接过程示意图
同时由于材料本身的热膨胀扩张产生内部压力。
内部压力与外部压力共同作用确保了两部分的坚固焊接。
图1、图2直观地说明了塑料激光焊接的原理与过程。
三、塑料激光焊接的工艺
1、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。
2、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。
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。
四、塑料激光焊接的应用
激光焊接塑料具有低成本、无污染、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。
树脂降解少,产生碎屑少,焊接过程非接触,不会产生污染,激光焊接相比其它连接方式所产生的机械应力和热应力小,因此特别适合于鼠标、移动电话、连接器件等加工精密的电子元器件,以及需要以更清洁的方式来熔接的复杂部件,例如含有线路板的塑料制品。
汽车、医疗、消费电子、食品等行业都是激光焊接的理想应用领域。
1、医学领域:激光焊接技术可用于制造液体储槽、液体过滤器材、软管连接头、造口术袋子、助听器、移植体、分析用的微流体器件等。
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。
塑料材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、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。
4、汽车工业:激光焊接塑料技术可用于制造很多汽车零部件,如自动门锁、无钥匙进出设备、燃油喷嘴、变档机架、发动机传感器、驾驶室机架、液压油箱、过滤架、前灯和尾灯等。
其它汽车方面的应用还包括进气管光歧管的制造以及辅助水泵的制造。
本文摘自变宝网-废金属_废塑料_废纸_废品回收_再生资源B2B交易平台网站;
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