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塑料激光焊接中兩種類型的熱塑性塑料和兩種材料的可焊性原理

更新時間??2022-04-06 13:49 閱讀

熱塑性塑料是可以熔化的塑料。因此它們是可焊接的。下面更詳細地解釋兩種類型的熱塑性塑料和兩種材料的可焊性原理。

 

熱塑性塑料可分為無定形和半結晶熱塑性塑料。無定形熱塑性塑料是透明的,因為它們沒有可見的添加劑。另一方面,半結晶熱塑性塑料在肉眼看來是不透明或乳白色的。原則上,相同的熱塑性塑料可以用激光焊接在一起。然而,必須考慮熱塑性塑料的光學特性。

 

塑料激光可焊接材料

該表列出了可激光焊接的材料組合。除了這些組合之外,還可以使用改性混合物擴展光譜。

 

全尺寸圖片材料組合:

光學特性

塑料的光學特性影響激光焊接中的焊接結果。一方面,激光焊接需要透明的焊接伙伴。

 

沒有添加劑,每種熱塑性塑料對激光輻射都是透明的。然而,無定形和半結晶熱塑性塑料是有區別的。使用無定形熱塑性塑料,即使使用較厚的材料,輻射也幾乎完美地傳輸。另一方面,對于半結晶熱塑性塑料,輻射在微晶處發生折射和反射。這導致輻射散射,這主要取決于微晶的程度和要輻射的材料的厚度。

 

下圖為透明聚丙烯(PP)的光譜分析。塑料在 800-1100 nm 的波長范圍內比可見光范圍(400 - 700 nm)更透明。

 

透明聚丙烯(PP)的光譜分析

光學穿透深度

光學穿透深度是吸收性連接伙伴的特性的量度。它顯示了輻射在產生熱量之前穿透塑料表面的深度。


理想情況下,光學穿透深度在 μm 范圍內,見上圖。如果沒有足夠的吸收,更容易發生體積吸收。這會加熱材料的整個厚度,見中間情況。第三種情況描述了太大的表面反射。在這種情況下,輻射根本無法穿透表面。因此,最后兩種情況對該過程相當不利。


焊接過程中產生的熱量會形成一個熱影響區,該熱影響區可以在顯微鏡下通過切片機切片或顯微切片看到。


光學穿透深度


 



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