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(diǎn)成為人們研究的熱點(diǎn)，特別是汽車(chē)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、專(zhuān)利申請(qǐng)還是產(chǎn)業(yè)化方面都無(wú)法與國(guó)外相比。因此，開(kāi)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(guò)程的熱流模型，由熱流數(shù)學(xué)模型得出：在焊接過(guò)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(shí)間t、材料對(duì)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(shí)驗(yàn)影響因素提供了重要的理論依據(jù)。其次，設(shè)計(jì)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、吸收劑、設(shè)計(jì)了滿(mǎn)足透射焊接特殊要求的專(zhuān)用夾具并用正交實(shí)驗(yàn)法設(shè)計(jì)出焊接實(shí)驗(yàn)方案。最后，為了研究焊接因素對(duì)焊接質(zhì)量的影響，實(shí)驗(yàn)對(duì)焊接樣品進(jìn)行拉伸測(cè)試和切片實(shí)驗(yàn)，分析了焊接各因素對(duì)拉伸強(qiáng)度和焊縫寬度的影

3、響，分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)對(duì)于PP各焊接因素對(duì)焊接強(qiáng)度的影響的大小順序?yàn)椋汉附铀俣?、激光器的頻率、焊接后冷卻時(shí)間、夾具的夾緊力、光斑直徑、激光器功率；對(duì)于HDPE則為：焊接速度、激光器功率、冷卻時(shí)間、光斑直徑、激光器的頻率、夾具的夾緊力；無(wú)論對(duì)于PP還是HDPE，焊接速度對(duì)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(duì)于焊接和測(cè)試過(guò)程出現(xiàn)的黑色焊縫、偽斷裂等現(xiàn)象，論