塑料作為一種功能優(yōu)異的可再生非金屬資料,被日益廣泛地應(yīng)用在各職業(yè)的零部件規(guī)劃、制造上,傳統(tǒng)的金屬部件越來越多地被擁有同樣工作功能的塑料部件替代。在轎車、航空航天、交通運(yùn)輸?shù)嚷殬I(yè),輕量化的需求特別強(qiáng)烈,也催生了各種塑料產(chǎn)品替代金屬,同時對塑料零件之間的銜接技能和質(zhì)量也提出了更高的要求。
一直以來塑料焊接是永久性銜接塑料部件的最有效方法,傳統(tǒng)的塑料焊接工藝多為超聲波焊接、振動摩擦焊接、熱板焊接等,其痛點在于焊接方法有必定的局限,例如:焊接質(zhì)量較差、出產(chǎn)功率低、難于完成雜亂形狀焊接、環(huán)境污染嚴(yán)峻、壽命短、后續(xù)處理等問題,這些問題一直以來困擾著塑料職業(yè)內(nèi)人士。
現(xiàn)如今跟著激光技能不斷創(chuàng)新,復(fù)合資料的不斷開發(fā),塑料激光焊接的呈現(xiàn)恰恰彌補(bǔ)了這方面的缺點,并將以其顯著的優(yōu)勢逐步替代傳統(tǒng)的塑料銜接方法。
與傳統(tǒng)的熱板焊接、摩擦焊接、超聲波焊接等技能相比,激光焊接技能的優(yōu)勢特色如下:
1 局部加熱、非觸摸式焊接。無加工器械的磨損,不損基材,降低成本;
2 加工精度高,質(zhì)量好;
3 焊接過程清潔,無污染,綠色環(huán)保,特別合適對衛(wèi)生要求高的醫(yī)療職業(yè);
4 解決了產(chǎn)品焊后洼陷的問題,產(chǎn)品焊后外觀優(yōu)良;
5 焊接速度快,自動化程度高,出產(chǎn)功率高;
6 激光傳輸可控,便于核算操控,可靈敏應(yīng)用在各微小部件,達(dá)到其他焊接方法焊接不到的區(qū)域;
7 沒有形狀、尺寸的約束,大大提高了產(chǎn)品形態(tài)、外觀的規(guī)劃自由度;
8 激光熱源能量密度高,可完成塑料接合面溫度的最佳化,保證焊接過程的高速和高精度化;
9 影響范圍小,產(chǎn)生的震動應(yīng)力和熱應(yīng)力小,產(chǎn)品穩(wěn)定性高,內(nèi)部安排老化速度更慢,運(yùn)用壽命長等。
正是基于以上優(yōu)勢特色,使得塑料激光焊接技能在一些高焊接功率和高嚴(yán)厲的外觀要求的場合具有十分顯著的優(yōu)勢并被廣泛應(yīng)用,例如轎車職業(yè)、醫(yī)療職業(yè)、家電職業(yè)、電子電器、照明職業(yè)等。
塑料激光焊接原理
兩種或兩種以上的(同種或異種)塑料部件,經(jīng)過激光光束穿透上層透光資料,透射到下層吸光資料,兩部件受熱脹大,激光能量被下層吸光部件吸收轉(zhuǎn)化為熱能,熔化其外表,再經(jīng)過熱傳導(dǎo),將熱能傳遞到上層透光部件上,在內(nèi)部脹大力與外部夾具壓力的協(xié)同效果下產(chǎn)生充分熔合,完成上下部件的牢固焊接。激光光束和焊接部件的相對移動形成焊縫。其焊接原理如下圖所示:
兩種典型的塑料激光焊接結(jié)構(gòu)
根據(jù)焊接工藝需求的不同,焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計可以分為融塌結(jié)構(gòu)(Collapse)和非融塌結(jié)構(gòu)(No Collapse)設(shè)計兩大類。
對于變形較大的注塑件,一般適用于融塌結(jié)構(gòu),可彌補(bǔ)產(chǎn)品的變形對于焊接效果的影響。
對于產(chǎn)品焊接外觀、尺寸等有嚴(yán)格要求,同時注塑精度也有高要求的產(chǎn)品,一般適用于非融塌結(jié)構(gòu)。
塑料激光焊接的工藝方式
塑料激光焊接機(jī)應(yīng)用方式和金屬焊接不同,根據(jù)不同的焊接任務(wù)和要求,激光焊接的方式大致有輪廓焊接、準(zhǔn)同步焊接、同步焊接、掩膜焊接、反射焊接和衍射焊接等。博特激光可以根據(jù)產(chǎn)品特性提供相應(yīng)的焊接方式方案。原理圖示意如下:
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