热塑性塑料激光穿透焊接技术的研究.pdf

设计 ·研 究 《电加工与模具)2013年第6期 热塑性塑料激光穿透焊接技术的研究 焦俊科 ，江桦锐 ，张文武 (1．中国科学院宁波材料技术与工程研究所 ，浙江宁波 315201； 2．广州中国科学院工业技术研究院，广东广州 511458) 摘要：为了解热塑性塑料激光穿透焊接的物理机理，掌握相关焊接工艺，对PMMA材料的激光 焊接技术从理论和实验上进行 系统的研究分析 。建立了数学模型，利用ANSYS对焊接温度场和应 力场进行了计算分析，从理论上找到了焊接参数对焊缝的影响规律 。同时进行 了激光穿透焊接实 验 ，对焊接时出现的物理现象进行了分析，找到了最佳工艺参数，实现了良好的焊接封装。 关键词 ：激光加工 ；激光穿透焊接 ；热塑性塑料；PMMA；ANSYS 中图分类号 ：TG456．7 文献标识码：A 文章编号 ：1009—279X(2013)06—0055—04 StudyonThremalPlasticsLaserTransimissonW elding JiaoJunke，JiangHuarui2,ZhangWenwu (1．NingboInstituteofMaterialTechnologyEngineering．ChineseAcademyof Sciences，Ningbo315201，China； 2．InstituteofIndustryTechnology．Guangzhou ChineseAcademyof Science，Guangzhou511458，China) Abstract：In order tounderstand thephysicalprinciple and technicsofthermal plastic laser transmission welding，PMMA laser welding was investigated systematically in theoretics and experiments．A mathematicalmodeloflasertransmissionweldingwasproposed，andthetemperature andthemr al stressdistributionwascalculatedbyANSYS．Thetheoreticaleffectoflaserparametersto the welding was founded．Meanwhile，experimental research was carried out，and the welding phenomenonwasanalyzed．Thebestweldingparameterwasfoundedintheexperiment，andanexcellent weldingofPMMA wasrealized． Keywords：lasermachining；1asertransmissionwelding；thermalplastics；PMMA；ANSYS 热塑性塑料以其优越 的性能在汽车、电子、医 单一 的焊接工艺或数值模拟上 。无论是理论分析还 疗等领域被广泛使用 。同时，现代工业对塑料焊接 是工艺研究等方面都与 国外存在一定的差距。 的强度、精度 、洁净度 、美观度等都提 出了更高的要 本文对 PMMA材料 的激光焊接技术进行系统 求。近年来 ，采用激光对热塑料进行焊接成为研究 的分析 ．在充分考虑穿透层与吸收层激光吸收的基 的热点，国外众多学术研究机构对塑料 的激光焊接 础上建立