【摘要】
塑料激光焊接?不同于金屬焊接,對激光功率的要求并非越大越好。焊后的激光功率越大,塑料零件的熱效果區越大、越深,會(huì )引起數據過(guò)熱、變形甚至損壞。
可以用激光焊接的塑料是熱塑性塑料,理論上所有的熱塑性塑料都可以用激光破裂:塑料激光焊接技術(shù)要求焊接期間材料在熱效應區內的材料對徽光波的吸收性好:不屬于熱塑性材料的材料可以用激光熔融,特別是用激光焊接兩種薄材料時(shí),特別是用兩種薄材料重疊焊接時(shí)。在塑猜中增加吸收劑可以達到熱效的目的。
單組分塑料PMMA-聚甲基丙烯酸甲酯(有機玻璃)、PC塑料、ABS塑料、LDPE低密度聚乙烯塑料、PVC-PVC塑料、尼龍6、尼龍66、PS樹(shù)脂等。這種塑料制品,例如模制塑料、塑料板材、薄膜、人造橡膠、纖維,甚至紡織品都可以作為焊接的對象。由于激光焊接具有傳統焊接所不具備的熱效應區小、控制精度高等特點(diǎn),因此上述各種單體數據之間還可進(jìn)行焊接。
吸收劑的應用是激光塑料焊接工藝中的一個(gè)重要環(huán)節。塑膠激光焊接的實(shí)質(zhì)是將熱效區域內的焊接塑料熔化,然后自然冷卻完成塑料零件的連接。
要融化塑料,就需要讓塑料制品吸收激光能量滿(mǎn)足。當塑料不加入吸收劑時(shí),塑料對光波的吸收能力不太好,吸收功率很低,熔融功率不抱負。炭黑是一種理想的吸收劑,能將紅外波段的激光能量從根本上完全吸收,從而大大提高塑料的熱吸收效果,使熱效果區的資料熔融更快,效果更好。
炭黑吸收了紅外波段的激光光波,同時(shí)也吸收了可見(jiàn)光波,這也是炭黑呈黑色的原因。激光焊接焊縫顏色變深,采用炭黑作吸收劑,使焊縫顏色發(fā)生變化。有些其它顏色的染料也可以起到吸收光波的作用。TWD是英國焊接協(xié)會(huì )開(kāi)發(fā)的可見(jiàn)光染料。使用該染料作為吸收劑,可獲得普通塑料焊縫。這種染料只吸收紅外波段的電磁波,不吸收可見(jiàn)光,所以焊縫看起來(lái)很亮。很多時(shí)候,塑料焊接都要求制品美觀(guān)、精美,因此相對于炭黑,對于可見(jiàn)光通明的染料吸收劑是非常有利的。
塑料激光焊接不同于金屬焊接,對激光功率的要求并非越大越好。焊后的激光功率越大,塑料零件的熱效果區越大、越深,會(huì )引起數據過(guò)熱、變形甚至損壞。
激光功率的選擇應根據需要的深度來(lái)選擇。塑焊設備的速度較快,一般1mm厚焊縫的焊接速度可達到20m/min;而選用高功率CO2激光焊接塑料薄膜,最大速度能達到750m/min.激光焊接系統中,核算機軟件的作用也非常重要。
軟體除能將激光頭的運動(dòng)軌跡、速度、激光功率等一般工藝參數數字化控制外,還能實(shí)現提高加工速度和精度、提高加工質(zhì)量的目的,同時(shí)焊接仿真軟件可以根據不同材料的厚度、顏色、吸收率等,結合激光器的功率、光波透過(guò)率等參數,在焊接前就能得到所需吸收劑的用量和增加方法及焊接過(guò)程中激光光波在上層材料層中的能量損失等,軟件計算結果與實(shí)際結果十分接近。
由于塑料激光焊接規律性強,具有較好的可猜測性,因此,選擇軟件核算選擇方法,猜測結果是非常有效和可行的。
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