熱塑性塑料激光透射焊接的研究.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500 μm)等諸多優(yōu)點成為人們研究的熱點，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。但是國內(nèi)對于該課題的研究還非常少，無論是理論、專利申請還是產(chǎn)業(yè)化方面都無法與國外相比。因此，開展激光透射焊接塑料研究有著十分重要的意義。 本文首先建立了PP(聚丙烯)和HDPE(高密度聚乙烯)透射焊接過程的熱流模型，由熱流數(shù)學模型得出：在焊接過程中

2、，焊接樣品的溫度變化量△T和激光功率P、光斑直徑D、焊接速度v、焊接時間t、材料對激光的吸收率α<,T>、材料密度p有關(guān)，該模型為確定焊接實驗影響因素提供了重要的理論依據(jù)。其次，設(shè)計了激光透射焊接的實驗方案，包括選擇激光器、焊接材料、焊接方法、吸收劑、設(shè)計了滿足透射焊接特殊要求的專用夾具并用正交實驗法設(shè)計出焊接實驗方案。最后，為了研究焊接因素對焊接質(zhì)量的影響，實驗對焊接樣品進行拉伸測試和切片實驗，分析了焊接各因素對拉伸強度和焊縫寬度的影

3、響，分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)對于PP各焊接因素對焊接強度的影響的大小順序為：焊接速度、激光器的頻率、焊接后冷卻時間、夾具的夾緊力、光斑直徑、激光器功率；對于HDPE則為：焊接速度、激光器功率、冷卻時間、光斑直徑、激光器的頻率、夾具的夾緊力；無論對于PP還是HDPE，焊接速度對焊接質(zhì)量的影響始終是最大的，一般而言較低的焊接速度可以得到質(zhì)量較高的焊接，論文還用極差法確定PP和HDPE的最佳焊接工藝參數(shù)。對于焊接和測試過程出現(xiàn)的黑色焊縫、偽斷裂等現(xiàn)象，論