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激光焊接機在塑料焊接的技術要求
時間：2021-09-16 16:01 閱讀：3113 次
目前能夠使用激光焊接的單種成分塑料有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、HDPE高密度聚乙烯塑料、 PVC--聚氯乙烯塑料、Nylon6 (尼龍6)、Nylon66 (尼龍66)、PS 樹脂等。這些塑料制成的塑料件，如模制的塑料品、塑料板、薄膜、人造橡膠、纖維甚至紡織物都可以作為被焊接的對象。由于激光焊接具有傳統(tǒng)焊接不具備的熱作用區(qū)小、控制精確的特點，因此上述各種單體材料之間也可以進行焊接。下面介紹激光焊接機在塑料焊接的技術要求。
吸收劑的應用是塑料激光焊接工藝中非常重要的工藝。塑料激光焊接的本質是將熱作用區(qū)的待焊接塑料熔化，隨后自然冷卻實現(xiàn)塑料件的接合。欲使塑料熔化需要使塑料件吸收足夠的激光能量。一般在不添加吸收劑的情況下，塑料對光波的吸收性不是很好， 吸收效率很低，熔化效率不理想。
通常理想的吸收劑是炭黑，炭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，使熱作用區(qū)的材料熔化更快、效果更好。炭黑在吸收紅外波段的激光光波的同時，也吸收可見光波，這也是炭黑看起來為黑色的原因。用炭黑作吸收劑會使激光焊接焊縫顏色變深，與母材顏色不同。一些其他顏色的染料也能夠起到吸收光波的效果。英國焊接學會(The Welding Intitute, TWD研制出了一種對可見光透明的染料。用這種染料作吸收劑，可以得到透明的塑料焊縫。其原理是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。很多情況下，塑料焊接要求成品美觀、精致，因此相比炭黑，對可見光透明的染料吸收劑非常受青睞。
其他參數(shù)，與金屬焊接不同，塑料激光焊接需要的激光功率并不是越大越好。焊接激光功率越大.塑料件上的熱作用區(qū)就越大、越深，將導致材料過熱、變形、甚至損壞。應該根據(jù)需要熔化的深度來選擇激光功率。塑料激光焊接的速度比較快，一般得到1mm厚焊縫的焊接速度可達20m/min;而采用高功率的CO2激光器焊接塑料薄膜，最高速度可以達到750m/ min。
激光焊接系統(tǒng)中，計算機軟件的作用也是十分重要的。軟件除了可以實現(xiàn)對激光頭的運動軌跡和速度、激光功率等一般性的工藝參數(shù)進行數(shù)字化控制，以達到提高加工速度和精度、改善加工質量的目的，同時焊接加工仿真軟件可以根據(jù)不同材料的厚度、顏色、吸收率等，結合激光器的功率、光波透過率等參數(shù)，在焊接前就可以得到所需的吸收劑的用量和添加方法及焊接過程中激光光波在上層材料中的能量損失等，軟件計算結果與實測結果非常接近。由于塑料激光焊接的規(guī)律性強，有較好的可預測性，因此，采用軟件計算篩選方法、預測結果是非常有效和可行的。
以上就是激光焊接機在塑料焊接的技術要求。除了傳統(tǒng)的焊接方法，塑料或聚合物的激光熔融工藝在許多行業(yè)已發(fā)展成為一種成熟的焊接手段。大多數(shù)的激光焊接方式在很大程度上能夠抗衡傳統(tǒng)的焊接手段，并提供了許多工藝優(yōu)勢。
吸收劑的應用是塑料激光焊接工藝中非常重要的工藝。塑料激光焊接的本質是將熱作用區(qū)的待焊接塑料熔化，隨后自然冷卻實現(xiàn)塑料件的接合。欲使塑料熔化需要使塑料件吸收足夠的激光能量。一般在不添加吸收劑的情況下，塑料對光波的吸收性不是很好， 吸收效率很低，熔化效率不理想。
通常理想的吸收劑是炭黑，炭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，使熱作用區(qū)的材料熔化更快、效果更好。炭黑在吸收紅外波段的激光光波的同時，也吸收可見光波，這也是炭黑看起來為黑色的原因。用炭黑作吸收劑會使激光焊接焊縫顏色變深，與母材顏色不同。一些其他顏色的染料也能夠起到吸收光波的效果。英國焊接學會(The Welding Intitute, TWD研制出了一種對可見光透明的染料。用這種染料作吸收劑，可以得到透明的塑料焊縫。其原理是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。很多情況下，塑料焊接要求成品美觀、精致，因此相比炭黑，對可見光透明的染料吸收劑非常受青睞。
其他參數(shù)，與金屬焊接不同，塑料激光焊接需要的激光功率并不是越大越好。焊接激光功率越大.塑料件上的熱作用區(qū)就越大、越深，將導致材料過熱、變形、甚至損壞。應該根據(jù)需要熔化的深度來選擇激光功率。塑料激光焊接的速度比較快，一般得到1mm厚焊縫的焊接速度可達20m/min;而采用高功率的CO2激光器焊接塑料薄膜，最高速度可以達到750m/ min。
激光焊接系統(tǒng)中，計算機軟件的作用也是十分重要的。軟件除了可以實現(xiàn)對激光頭的運動軌跡和速度、激光功率等一般性的工藝參數(shù)進行數(shù)字化控制，以達到提高加工速度和精度、改善加工質量的目的，同時焊接加工仿真軟件可以根據(jù)不同材料的厚度、顏色、吸收率等，結合激光器的功率、光波透過率等參數(shù)，在焊接前就可以得到所需的吸收劑的用量和添加方法及焊接過程中激光光波在上層材料中的能量損失等，軟件計算結果與實測結果非常接近。由于塑料激光焊接的規(guī)律性強，有較好的可預測性，因此，采用軟件計算篩選方法、預測結果是非常有效和可行的。
以上就是激光焊接機在塑料焊接的技術要求。除了傳統(tǒng)的焊接方法，塑料或聚合物的激光熔融工藝在許多行業(yè)已發(fā)展成為一種成熟的焊接手段。大多數(shù)的激光焊接方式在很大程度上能夠抗衡傳統(tǒng)的焊接手段，并提供了許多工藝優(yōu)勢。
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