摻雜玻璃纖維的丙烯腈-苯乙烯共聚物激光透射焊接研究.pdf

1、激光透射焊接是一種先進(jìn)的塑料連接方法，其具有生產(chǎn)柔性好、效率高，接頭強(qiáng)度高，連接成形精度高，焊縫殘余應(yīng)力小，密封性好，可實(shí)現(xiàn)微連接、異種塑料焊接等優(yōu)點(diǎn)，塑料激光透射焊接技術(shù)在發(fā)達(dá)國(guó)家廣泛應(yīng)用。摻雜玻璃纖維后塑料的物化性能得到提升，但其焊接性變差，摻雜塑料廣泛地應(yīng)用于汽車、電子、航天等領(lǐng)域。為了研究摻雜塑料的激光透射焊接特性，本文展開(kāi)了摻雜玻璃纖維丙烯腈-苯乙烯共聚物(ASG)的激光透射焊接研究，并研制了用于透光+透光塑料焊接的吸收劑。<

2、br>　　針對(duì)透光+吸光 ASG材料，得到了工藝參數(shù)對(duì)焊接的影響規(guī)律。熔深和熔寬隨線能量的增加而近似線性增加，熔深的變化更顯著。剪切強(qiáng)度隨線能量的增大呈先增大再減小的趨勢(shì)，在線能量為0.75-1J/mm之間時(shí)可達(dá)18Mpa以上，剪切斷口上部分玻璃纖維發(fā)生斷裂。隨著光斑的增大，焊縫熔深降低，熔寬增大，光斑直徑為2.72-3.29mm時(shí)，剪切強(qiáng)度達(dá)18Mpa以上。
　　提出了 ASG焊接過(guò)程的新工藝標(biāo)定——面能量，即單位面積上的平均熱

3、輸入，得到了面能量對(duì)剪切強(qiáng)度的影響規(guī)律，并基于面能量分析了工藝參數(shù)對(duì)焊接的影響。隨著面能量的增大剪切強(qiáng)度先增大再減小，面能量在0.275-0.371J/mm2之間時(shí)，焊接溫度達(dá)293.7℃，熔融時(shí)間達(dá)到0.59s，無(wú)熱分解氣體產(chǎn)生，焊縫熔融時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，焊縫致密無(wú)缺陷，剪切強(qiáng)度達(dá)到最大；面能量小于0.275J/mm2時(shí)，焊接溫度相對(duì)較低，熔融時(shí)間短，無(wú)明顯熔池形成，出現(xiàn)虛焊現(xiàn)象；面能量超過(guò)0.4 J/mm2時(shí)，焊接溫度超過(guò)熱分解溫度，形

4、成氣孔和熱分解空洞缺陷，導(dǎo)致焊縫強(qiáng)度較低。
　　為了實(shí)現(xiàn)了透光+透光ASG塑料的高質(zhì)量焊接，研制了用于透光+透光塑料焊接的激光吸收劑。實(shí)驗(yàn)確定了吸收劑適宜的涂覆厚度范圍在60-90um之間。使用該吸收劑焊得ASG焊縫，當(dāng)面能量在0.367-0.551J/mm2時(shí)，焊縫形成牢固連接，缺陷較少，接頭剪切強(qiáng)度超過(guò)14MPa，達(dá)透光+吸光材料焊縫強(qiáng)度的77％以上。
　　分析了“透光+吸光”和“透光+透光”兩種材料組合下的焊縫顯微結(jié)構(gòu)