塑料激光焊接機(jī)的應(yīng)用于原理
塑料作為一種材料被廣泛的應(yīng)用于各個行業(yè)。作為曾將的三大污染之一,有人建議停止塑料的生產(chǎn),事實(shí)證明這個想法是行不通的,塑料已經(jīng)融入了我們的日常生活,各個行業(yè)已經(jīng)離不開它。作為鋼、鐵、鎂、鋁等金屬在工程上的替代品,塑料已將很多金屬部件上有了應(yīng)用,激光焊接作為一鐘可靠的塑料連接方法,被廣泛使用,今天我們來了解下塑料激光焊接機(jī)。
要了解塑料的激光焊接,還得先從焊接概念說起。教科書上對焊接的定義為:通過加熱或者加壓,或者兩者并用,加或不加填充材料,使兩分離的金屬表面達(dá)到原子間的結(jié)合,形成永久性連接的一種制造工藝及技術(shù)。學(xué)術(shù)的說法有些繞口和復(fù)雜,白話說就是焊接是能將分離的金屬連接在一起的一項技術(shù)。隨著技術(shù)的進(jìn)步焊接對象早已超出了金屬的范疇,但焊接的本質(zhì)沒變,塑料的焊接就是通過夾具加壓、激光加熱使分離的塑料連接成整體的一項技術(shù)。
根據(jù)分子結(jié)構(gòu)塑料可分為三種:熱塑材料(受熱軟化,物理變化,可反復(fù)塑制),熱固材料(固化后不能再次熱熔或軟化,變化不可逆,化學(xué)變化)和合成橡膠。目前針對塑料激光焊接的研究和應(yīng)用多是熱塑材料,本文所講也是圍繞熱塑材料展開
1.為什么對塑料使用激光焊接
大多數(shù)的塑料制品都是模制品,其尺寸和結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度因模具的尺寸和結(jié)構(gòu)所限而受到制約,在生產(chǎn)大型或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的熱塑性塑料零件時尤其明顯,大尺寸和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的塑料產(chǎn)品不能一次加工成型,這就需要一種可靠的工藝把多個零部件無縫連接到一起。
機(jī)械連接、粘接和焊接是塑料連接三種常見的方法,而激光焊接以其優(yōu)良的焊接質(zhì)量、易于控制、焊接范圍廣(可焊接微小零件)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,激光焊接已成為該領(lǐng)域的首選加工方法。
2.塑料激光焊接的原理
2.1 塑料激光焊接的過程
更確切的說,這里我們所說的激光焊接實(shí)際上應(yīng)該叫激光透射焊接。其基本過程為:首先用夾具將兩個待焊接塑料零件按設(shè)計位置夾緊,然后將激光束定向照射到待焊區(qū)域,激光束通過上層透明材料,然后被下層材料吸收。激光能量被吸收使得下層材料溫度升高,從而熔化上層和下層的塑料,然后凝固成牢固的焊縫。其原理如圖2所示,焊縫形成的基本過程
因此,塑料激光透射焊接有兩個極為關(guān)鍵的地方,一是上層材料(可以是透明也可以是有顏色的)必須能夠保證有足夠的激光通過,二是下層材料要能吸收激光的能量,兩層材料各司其職,保證完美焊縫的形成。