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(dòng)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(duì)于座椅結(jié)構(gòu)，這主要包括使用更薄更堅(jiān)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(jì)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(cè)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(yàn)焊縫不會(huì)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(shí)現(xiàn)的。

在許多工業(yè)應(yīng)用中，對(duì)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(diǎn)。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)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(diǎn)，是異種材料連接中不可或缺的特性。同時(shí)，塑料具有耐腐蝕，重量輕和隔熱的優(yōu)點(diǎn)。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(shí)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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