激光透射焊接热塑性塑料研究

摘要

激光透射焊接技术近年来在国内外已受到广泛关注，作为新型塑料焊接技术，具有精度高、工艺简单、加工灵活等特点。该技术处在发展初期，许多基础理论和技术问题尚需深入研究，如激光与塑料耦合作用机理、透射焊接工艺、测试分析等，这些问题使其应用受到很大限制。
　　 本文针对YAG激光透射焊接塑料开展了研究，采用塑料透射焊接激光机器人系统设备，通过实验深入探讨焊接过程中可能影响因素，分析了各影响因素对焊接性能的影响，主要进行了如下研究工作：
　　 1)研究了在不同波长、温度和表面状况的情况下激光焊接塑料作用机理，利用Beer-Lambert定律建立了激光透射焊接塑料模型，为激光塑料焊接理论基础奠定根基。
　　 2)设计了基于激光机器人的塑料透射焊接系统，该系统由激光器、机器人、CCD监控系统和焊接夹具等组成。
　　 3)介绍常见塑料焊接工艺特点，对YAG激光焊接质量重要影响因素进行对比实验分析，为质量的检测分析提供了重要依据。针对不同颜色塑料、吸光剂、激光功率、速度、离焦等进行了大量实验研究。
　　 4)针对YAG激光透射塑料焊接过程性能影响因素，采用液氮对试件进行脆断，用冷场发射电子显微镜分析了焊接区微观组织形貌，用拉力试验机分析了塑料焊接力学性能，根据测试数据对实验工艺进行了优化。