PMMA-ABS熱塑性塑料激光透射焊接機(jī)理和工藝的研究.pdf

1、熱塑性塑料的激光透射焊接以其優(yōu)良的焊接質(zhì)量、易于控制、可焊接微小零件（尺寸小于500μm）等諸多優(yōu)點(diǎn)成為人們研究的熱點(diǎn)，特別是汽車熱塑性零件，激光透射焊接已成為該領(lǐng)域的首選加工方法。但是國(guó)內(nèi)對(duì)于該課題的研究還非常少，無(wú)論是理論的研究，還是產(chǎn)業(yè)化方面都無(wú)法與國(guó)外相比。因此，開(kāi)展塑料激光透射焊接研究有著十分重要的意義。 本文首先研究了塑料激光焊接的機(jī)理，得出：不僅要考慮光與聚合物的相互作用；還要想到塑料的熱學(xué)性能（玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、粘

2、度、熱導(dǎo)率、熱膨脹性等）與金屬不同，所以采用搭接結(jié)構(gòu)比較合適。 其次，設(shè)計(jì)并確定了激光透射焊接的實(shí)驗(yàn)方案，包括選擇激光器、焊接材料、焊接方法，設(shè)計(jì)焊接夾具，為了研究焊接因素對(duì)焊接質(zhì)量的影響，對(duì)焊接樣品進(jìn)行破壞性拉伸試驗(yàn)和金相試驗(yàn)。結(jié)果表明：對(duì)于PMMA和ABS的激光透射焊接，在有夾具夾持的條件下，可以用能量密度進(jìn)行定量判定：當(dāng)焊縫寬Φ=5mm，焊接速度v=5mm/s，能量密度ED=0.364 J/mm2，焊接強(qiáng)度最高，焊接質(zhì)量最

3、好；當(dāng)ED<0.364 J/mm2，兩種材料在界面處由范德華分子力粘在一起，并未焊牢；當(dāng)ED∈[0.368，0.376] J/mm2，一般也認(rèn)為是焊牢，但由于焊接功率大于最優(yōu)焊接功率，造成少量ABS的熱分解，裂解產(chǎn)物又有少部分燃燒，因此形成小的黑色空洞，所以焊接強(qiáng)度下降；當(dāng)ED>0.376 J/mm2，因激光功率過(guò)高，造成ABS大量的熱分解，焊縫里形成很多連接在一起的黑色空洞，造成焊縫未焊牢，焊接強(qiáng)度明顯下降。 由于研究與確定焊