激光焊接頭帶動(dòng)朔料制品的革新
如今,消費(fèi)者對(duì)轎車外觀設(shè)計(jì)和尾燈整體造型的審美要求越來(lái)越高,而這些汽車配件的材料大多數(shù)都是朔料。這樣給汽車制造的焊接工藝帶來(lái)新的挑戰(zhàn),同時(shí)也讓激光焊接頭在激光頭領(lǐng)域有了更廣闊的發(fā)展空間。
1. 汽車燈罩離不開(kāi)塑料激光焊接頭完美焊接
熱板焊接是早期開(kāi)發(fā)的焊接技術(shù),采用最簡(jiǎn)單的塑料焊接工藝。隨著技術(shù)的發(fā)展,振動(dòng)摩擦焊和超聲波焊接是目前汽車燈制造中使用最廣泛的焊接方法。此外,激光焊接技術(shù)也受到越來(lái)越多的關(guān)注。不難看出用塑料激光焊接頭焊接具有焊縫美觀,焊接靈活,強(qiáng)度高等特點(diǎn),已成為燈具焊接的“隱患線”。技術(shù)。隨著激光技術(shù)的發(fā)展和設(shè)備成本的降低,激光焊接已成為汽車燈焊接的主流技術(shù)。激光焊接頭對(duì)朔料的焊接適應(yīng)性如何?
激光焊接頭焊接技術(shù)是使用高能量密度激光束作為熱源的焊接方法。換句話說(shuō),激光輻射加熱工件表面,表面熱量通過(guò)熱傳導(dǎo)擴(kuò)散到工件中,熔化工件并形成特定的熔池。因此,激光焊接頭的光束的能量必須被塑料吸收,以達(dá)到良好的焊接效果(如圖1所示)。因此,塑料必須在近紅外區(qū)域具有特殊的光學(xué)特性以適應(yīng)激光焊接頭焊接的過(guò)程。上傳輸層需要確保近紅外激光頭光束的透射,而下吸收層需要確保近紅外光的吸收。
2. 那么,塑料本身的光學(xué)特性是什么?
就聚合物形態(tài)而言,無(wú)定形聚合物僅吸收少量入射光并且可以實(shí)現(xiàn)非常高的穿透深度。如圖2所示,四種無(wú)定形聚合物在可見(jiàn)光和近紅外區(qū)域顯示出非常高的透射率由于結(jié)晶區(qū)域的存在,結(jié)晶聚合物的光學(xué)性質(zhì)差別很大。激光在球晶區(qū)域的界面處折射或反射,并且穿過(guò)材料的距離更長(zhǎng)。激光焊接頭的光束的吸收率高于無(wú)定形聚合物的吸收率。
對(duì)于填充的聚合物材料,填充材料極大地影響光學(xué)性質(zhì)。以玻璃纖維為例,Worthing研究了不同玻璃纖維含量的PA6增強(qiáng)樹(shù)脂的透光率(圖3)。結(jié)果表明,隨著玻璃纖維含量的增加,材料的透過(guò)率呈線性下降。
3. 激光焊接頭焊接工藝的選擇
隨著對(duì)美學(xué)設(shè)計(jì)的要求越來(lái)越高,激光焊接頭焊接過(guò)程中對(duì)焊接材料的要求也越來(lái)越高。除普通透明黑色產(chǎn)品焊接外,甚至可能還有其他要求,如黑色和黑色產(chǎn)品,透明和透明產(chǎn)品,白色產(chǎn)品等。選擇激光焊接頭焊接技術(shù)時(shí),高功率的激光焊接頭或長(zhǎng)焊接時(shí)間很容易導(dǎo)致材料過(guò)度熔化和降解。為了達(dá)到理想的焊接質(zhì)量,應(yīng)選擇合適的激光焊接頭功率,掃描速度和焊接時(shí)間。
與傳統(tǒng)的塑料焊接工藝不同,激光焊接頭焊接采用激光輻射能焊接兩種聚合物,不僅在聚合物選擇上具有廣泛的適用性,而且具有焊縫美觀,焊接靈活,焊接強(qiáng)度高的特點(diǎn)。同時(shí),塑料激光焊接頭對(duì)激光的材料特性選擇性吸收和透射提出了特殊要求。為了獲得滿意的零件,不僅需要調(diào)整焊接工藝參數(shù),而且選擇合適的材料也非常重要!