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      激光焊接機的出現,讓激光焊接成為塑料焊接的主要方式

      日期:2016-07-28 來源:鼎城鋅鋼

      目前在焊接塑料方面使用相對多的有超聲波焊接、熱板焊接、振動摩擦焊接、激光焊接等。激光焊接機焊接出來的東西,同其他種類的焊接比較,具有非接觸、不透氣、不漏水、快速高效、精度高、焊縫美觀、產品外形無限制、易控制、適應性強等優點,將成為未來焊接的趨勢。

      激光焊接的原理是兩種塑料在低壓力下被夾緊在一起,通過反射鏡等光路系統,將激光焊接機產生的光束聚焦于兩種聚合物制品,其中一種聚合物制品對于近紅外激光是透射的,另一種聚合物制品吸收激光,吸收激光能量的制品將光能轉為為熱能,在塑料的接觸面熔化,同時熱也傳導到透射近紅外光線的制品表面,形成熔化區。在夾緊力的作用下,熔化區域產生分子間的混合,冷卻后形成焊縫。

      一、激光焊接的光源

      在激光焊接工藝中,一般采用YAG或者CO2激光作為光源。隨著半導體材料工業的快速發展,半導體激光作為光源也漸漸得到了應用。

      二、激光焊接用的材料

      汽車上目前多采用YAG激光作為激光焊接的光源,特別是在車燈焊接應用中。此激光的波長屬于近紅外光區域,通常塑料在此區域內吸收性不是很好,吸收效率低,熔融情況差。需要在塑料中添加近紅外光吸收劑來提供材料對激光的吸收。通常理想的吸收劑是碳黑,碳黑能夠將紅外波長的激光能量基本全部吸收,從而大大提高塑料的熱吸收效果,使得熱作用區的材料融化更快、效果更好。

      但是炭黑的使用限制了材料的顏色,影響了使用。碳黑在吸收紅外波段的激光光波的同時,也吸收可見光波,這也是碳黑看起來為黑色的原因,用碳黑作吸收劑會使激光焊接焊縫顏色變深,與母材顏色不同。英國焊接學會(TWI,The Welding Institute)研制出了一種對可見光透明的染料。用這種染料做吸收劑,可以得到透明的塑料焊縫。這種染料只吸收紅外波段的電磁波,不吸收可見光,因此看起來焊縫仍然是透明的。除了染料,也可以通過添加金、氧化鎢等復合納米材料通過表面等離子體共振吸收效應來實現對近紅外光的吸收。

      激光焊接作為一種非接觸、快速美觀的焊接方式,將成為未來塑料焊接的發展趨勢,因此國內外一些材料廠家開始開發適合激光焊接機使用的材料。Sabic公司在專利CN101868495A中提到通過添加近紅外光吸收劑,開發適合激光焊接的熱塑性材料。錦湖日麗和某激光焊接公司合作開發了適合激光焊接用的PC/ABS材料。通過添加特殊的激光吸收劑,材料的顏色不局限于黑色,可以制備多種顏色豐富的適合激光焊接用的PC/ABS材料。吸收紅外光效率高,易焊接,與PMMA的焊接強度高,焊縫美觀,適用于車燈焊接等汽車領域使用。

      隨著激光光源的發展和激光焊接專用材料的開發,激光焊接將成為未來塑料焊接的趨勢,更多的應用在汽車領域。

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