塑料與金屬連接技術(shù)

如今，在越來越多的工業(yè)應(yīng)用中，激光頭被認(rèn)為是將塑料/復(fù)合材料直接焊接到金屬上的替代解決方案。這種非接觸式處理方法提供了最高的處理靈活性。

目前，汽車工業(yè)的驅(qū)動因素之一是如何制造輕型車輛而不增加成本或造成損害或影響性能，質(zhì)量和安全性。例如，對于座椅結(jié)構(gòu)，這主要包括使用更薄更堅固的鋼。近年來，雜化材料的結(jié)構(gòu)也得到了廣泛的研究。這也適用于僅金屬混合結(jié)構(gòu)和由金屬/塑料復(fù)合材料制成的部件結(jié)構(gòu)。

這些混合材料結(jié)構(gòu)的使用將帶來許多不同的挑戰(zhàn)，最明顯的是如何將具有不同化學(xué)，機(jī)械和熱性能的組成材料焊接在一起。目前，最傳統(tǒng)的焊接頭焊接塑料和金屬材料的技術(shù)是粘接，機(jī)械焊接，包覆成型或這些技術(shù)的組合。此方法涉及大量裝配操作，并可能產(chǎn)生設(shè)計約束。

在越來越多的工業(yè)應(yīng)用中，激光頭被認(rèn)為是將塑料/復(fù)合材料直接焊接到金屬上的替代解決方案。該方法不需要額外的液體/固體粘合劑或組裝部件，并且與機(jī)械焊接頭的復(fù)雜且昂貴的模具相比，激光頭提供高了工藝的靈活性。

金屬和塑料的激光頭焊接，首先需要金屬表面處理，通過在該區(qū)域中掃描激光并局部燒蝕材料，在金屬表面上形成凹槽微結(jié)構(gòu)。凹槽可以小到幾微米寬，并且可以通過在相同區(qū)域上多次掃描激光來改變深度。在通過使用高頻脈沖激光在金屬表面上加工深槽之后，使用夾具壓制金屬和塑料，并且使用連續(xù)激光加熱和熔化接頭處的塑料以形成有效連接。

塑料和金屬的連接效果

通過測試，各種熱塑性塑料可以與不銹鋼，鋁合金，銅合金等連接。焊接后，破壞性拉伸試驗焊縫不會脫落，焊接強(qiáng)度可以高于塑料母材。

使用塑料和金屬連接

在佛吉亞的汽車零部件中，座椅靠背兩側(cè)的側(cè)梁采用PA + GF30復(fù)合材料制成，而其他鋼制部件則保持不變。上梁組件，下梁組件和復(fù)合側(cè)梁構(gòu)件之間的焊接通過激光焊接頭焊接實現(xiàn)的。

在許多工業(yè)應(yīng)用中，對小型和輕型部件的需求非常強(qiáng)勁。為了滿足需求，異種材料的連接成為人們關(guān)注的焦點。在產(chǎn)品設(shè)計過程中，金屬材料本身具有高塑性，高導(dǎo)熱性，易加工等優(yōu)點，是異種材料連接中不可或缺的特性。同時，塑料具有耐腐蝕，重量輕和隔熱的優(yōu)點。然而，由于兩種材料的不同性質(zhì)，在生產(chǎn)零件的過程中很難實現(xiàn)金屬和塑料之間的良好連接。粘合和機(jī)械連接通常用于連接不同的材料。使用激光焊接頭焊接，使連接小而復(fù)雜的產(chǎn)品，是解決塑料和金屬材料問題的有效方法。

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