聚丙烯激光透射焊接工艺及性能研究

利用激光透射焊接技术对聚丙烯(PP)塑料进行焊接,研究了激光焊接热塑性塑料的可行性。通过正交试验法研究了激光功率、焊接速度、碳黑含量对焊接强度和焊接质量的影响。探讨了线能量对焊接强度的影响。结果表明:对PP材料来说,激光功率是首要影响因素,其次是焊接速度,最后是碳黑含量。最佳的焊接工艺参数为激光功率50 W,焊接速度15 mm/s,碳黑质量分数0.15%。线能量对焊接质量有较大影响,线能量在1.5~3 J/mm可得到较好强度的焊件。     

塑料的激光焊接工艺

随着塑料制品在现代工业中的广泛应用,先进制造业对激光塑料焊接的需求越来越迫切。本文论述了用激光焊接塑料的基本原理,目前的应用情况及发展趋势。通过选用激光、加工设备研究了塑料焊接工艺。按材料,焊接工艺和主要参数,来全面介绍了激光塑料焊接的取得的成果和现阶段的工作。     

基于全息技术的激光透射塑料焊接研究

介绍了激光透射塑料焊接及全息技术的基本原理,提出了一种基于全息原理的激光同步焊接技术。为了达到塑料微小焊缝的同步焊接,采用干涉方法记录下预知焊缝特征形状,再利用衍射方法使得焊缝图形特征再现,同时激光束光斑形状被调制为与预知焊缝形状相同。利用调制完成后的激光束对塑料进行同步焊接,得到理想焊缝与预知焊缝形状相同的结果。结果表明,此项技术适用于焊缝图形小且复杂的场合。     

PP塑料激光透射焊接剪切强度测试方法研究

提出一种新的激光焊接接头剪切强度测试方法:即将现有的两块板材、一条焊缝的试样制备方法,改变为四块板材、四条焊缝的试样制备方法。选取透明聚丙烯(PP)和不透明PP板条试样进行了验证性试验,按照两种塑料焊接强度测试方法在万能材料试验机上试验观测,对测量结果和数据进行和分析证明:双搭的焊接剪切强度测试方法因为没有附加力矩的作用,不会改变焊接面受力状态,因此在拉伸剪切过程中没有角度偏转,而单搭的测试方法存在附加力矩带来的角度偏转;在相同能量密度区间,测试得到的双搭剪切断裂强度值高于单搭焊接的试样的值。这是因为单搭焊接焊缝的断裂的是不同步的,而双搭焊接断裂是同步的。     

聚碳酸酯激光透射焊接工艺及性能研究

在激光塑料透射焊接理论的基础上,采用半导体激光器焊接聚碳酸酯(PC)塑料薄板,研究了激光焊接热塑性塑料的可行性。设计并确定了激光透射焊接的实验方案,包括激光器和焊接材料的选择。通过微观金相实验分析了焊接因素对焊接质量的影响。通过正交实验法研究了激光功率、焊接速度、炭黑含量对焊接质量的影响。结果表明对于聚碳酸酯材料而言,激光功率是影响焊接质量的首要因素,其次是焊接速度,最后是炭黑含量。     

吸收剂对热塑性塑料激光透射焊接质量的影响

为了研究吸收剂对激光透射焊接热塑性塑料的影响,设计了热塑性材料的激光透射焊接实验方案,对透明聚苯乙烯、聚氯乙烯两种塑料成功地进行了激光透射焊接,运用正交实验方法对焊接工艺进行了分析,并对焊接样品进行了剪切强度测试;讨论了黑漆和clearweld两种不同吸收剂对焊接强度和外观质量的影响,对实验中出现的黑色焦黄色焊缝、焊缝凸起和焊接断裂等现象进行了分析。结果表明,clearweld吸收剂优于黑漆吸收剂。     

激光透射塑料焊接剪切强度测试方法分析研究

选取透明有机玻璃(PMMA)板条和半透明聚苯乙烯(PS)板条试样搭接后进行了激光焊接,按照目前常用的两种塑料焊接强度测试方法在万能材料试验机上试验观测,对观测结果的测量和分析证明:第一种塑料焊接强度测试方法(两块板条搭接未做贴附补偿)会因为附加力矩的作用改变焊接面受力状态,第二种塑料焊接强度测试方法(两块板条搭接做贴附补偿)仍然会产生附加力矩,贴附补偿不能保证焊接面受力状态回归到纯剪切状态,最后讨论了附加力矩所带来偏转角Ф大小的主要影响因素。     

激光透射焊接塑料实验研究

为了研究焊接参数(如激光功率、焊接速度)对激光透射焊接塑料强度以及显微结构的影响,采用YAG激光器(功率为300 W,波长为1064 nm)进行聚碳酸酯(PC)材料的激光透射焊接。然后,利用万能材料试验机对焊接后的试件进行拉伸测试,最后利用光学显微镜对焊缝进行微观结构观察,测量焊缝宽度,分析焊缝质量。结果表明,透明PC塑料厚度在1~3.5 mm之间,透射率变化不明显。随着激光能量输入从0.27 J/mm增加到1 J/mm,焊接强度增加;当激光能量输入超过1 J/mm后,焊接强度开始减小。当透明塑料厚度为3.5 mm、激光功率为40 W、焊接速度为40 mm/s时,拉断力可达到峰值1.3 kN。为了提高焊接强度,应严格控制激光能量输入。     

聚氯乙烯激光透射焊接温度场的有限元模拟

使用ANSYS软件,建立了使用激光透射焊接技术焊接透明聚氯乙烯(PVC)的三维有限元热分析模型.利用APDL编程实现高斯型热源的动态加载,得到了温度场的分布;进一步分析了焊接速度、激光平均功率和光斑直径等工艺参数对焊接质量的影响,并计算出焊缝宽度.结果表明,随着焊接速度的增加,焊缝区域的最高温度逐渐降低,焊缝宽度逐渐减小;当激光平均功率增大时,焊缝区域的最高温度增高,焊缝宽度增大;而当光斑直径增大时,焊缝宽度增大,但焊缝处的最高温度有所下降.焊缝宽度计算值与实验测量值相比,二者比较吻合.     

塑料的半导体激光焊接工艺研究

采用50 W半导体激光器进行塑料焊接实验。为了研究半导体激光对常见塑料的焊接工艺,以透明和不透明PMMA作为实验材料,通过控制变量法,分别单独改变实验过程中几个工艺参数,设计不同工艺焊接实验,寻找PMMA的最佳组合工艺参数范围。结果发现,焊接功率为10 W,焊接速度为20 mm/s,光斑直径为1.6 mm是其中一组优秀工艺参数组合。此外,在实验用激光器条件下,用于焊接PMMA的焊接功率不宜超过30 W。     

激光透射焊接聚甲基丙烯酸甲酯试验研究

采用YAG激光透射焊接聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)板材,对其工艺、焊接区形貌和拉伸性能进行了研究。结果表明:在未添加吸光剂条件下,激光功率高于200W时,透明和黑色PMMA板激光透射焊接性能良好,上层透明PMMA材料的激光入射面无烧蚀损伤,拉伸试验中透明PMMA板断开,焊接区无开裂,最大载荷为2110N。激光功率低于200W时,单道焊接条件下焊接区被拉开,最大载荷1170N。透明PMMA板和其他颜色PMMA板在焊接时,需要添加吸光剂。采用黑色热塑性丙烯酸树脂为吸光剂的条件下,焊接效果较好。     

激光塑料焊接工艺研究与数值模拟分析

金属材料的激光焊接已经得到了较广泛的应用, 而激光焊接塑料的研究正刚刚起步。随着塑料激光焊接设备的逐步商品化, 塑料激光焊接的应用必将越来越广泛。设计并确定了激光焊接的实验方案, 通过工艺试验及数值模拟分析, 优化工艺参数, 提高焊接强度和焊接精度, 为塑料激光焊接在生产实际中的应用提供工艺方法实验指导。     

基于遗传算法-响应曲面方法的激光透射焊接聚碳酸酯工艺的多目标优化

采用旋转中心复合设计进行激光透射焊接热塑性聚合物的试验规划,运用响应曲面法建立焊接工艺参数和焊接强度、焊缝宽度的关系模型,采用满意度函数和遗传算法相结合,对焊接强度、焊缝宽度和焊接成本进行了多目标优化及优化结果的验证。结果表明,优化的预测结果和实验结果取得了较好的一致性,可以为提高焊接质量和降低生产成本提供有效的指导。     

塑料激光焊接

介绍了塑料激光焊接的条件、原理与工艺、应用及各种优点。指出了通过添加适当的吸收剂和选择正确的塑料和激光参数 ,能够成功地进行塑料激光焊接。证实了激光焊接是一种可行的、更佳的塑料焊接方法。