对于无定形塑料激光透射焊接质量分析

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1、重叠率接近为零，拉伸剪切强Bd度达、到c峰Jj∞值Je尘36扔．1∞M焉Pca；．当线(3)断口形貌观察苫、广舄cm．1扫描间距大于约0．1mm时，、扫描线之间存在间隙，材料在由于聚合物对光的反射率较低，观察前，先对断口进单位面积内吸收的能量不足，导致材料未能充分熔融扩行喷金处理。图5和图6表明，影响激光塑料焊接性能的散，因此，随着线扫描间距的继续增加，试样的拉伸剪切主要因素是材料在单位面积内吸收的能量的多少．即激光强度开始降低。的能量密度．因此本试验通过金相显微镜观察了三种不同能量密度下的焊缝断口形貌。如图7所示，(a)为激光能量密度为0．5J／mm时的断13形貌；(b)为

2、激光能量密度为0．2J／mm时的断口形貌：(c)为激光能最密度为0．1J／mm时的断口形貌。图7(a)表明，当激光能量密度为0．5J／mm时，材料的热输入量大，碳化程度高，焊缝表面形成了较多的碳化颗粒。使得焊缝的结合力下降，在拉伸剪切力的作用下材料发生断裂。断口处可以看到明显的碳化颗粒。图7(b)表明．当激光能量密度为0．2J／mm：时．材料的输人量适中，两种材料充分熔融扩散，焊缝焊接强度较高，在拉伸剪切力的作用下，焊缝沿着拉伸力方向产生了拉丝状的韧性断口。图7(c)表明，当激光能量密度为0．1J／mm时，0．O70．14Distance，mm由于输入量不足，导致两种材料未能

3、充分熔融扩散，仅靠图5线扫描间距与拉伸剪切强度的关系分子间作用力结合在一起，使得焊缝强度较低．在拉伸剪切力的作用下焊缝断裂．断13形貌较为平整。(2)焊接速度与拉伸剪切强度的关系实验组A6一A10反映了焊接速度与拉伸剪切强度间的关系，如图6所示。结果表明，当焊接速度小于约450mm／s时，如果焊接速度较低，材料在单位面积内吸收的能量较高，导致材料碳化严重，并伴随有刺激性气体的溢出，使焊缝的结合力降低，随着焊接速度的增加，材料碳化程度变小，焊缝充分熔融扩散，试样的拉伸剪切强度升高：在焊接速度达到约450mm／s时。拉伸剪切强度达到峰值，从图6可以看出，此时的强度约为38MPa；

4、当焊接速度大于450mm／s时．随着焊接速度的继续增加，热输入量减少．材料未能充分熔融扩散，试样的拉伸剪切强度降低。图7不同能量密度下的断口形貌5结论通过拉伸剪切强度测试与断13形貌的对比，分析了不同的工艺参数对焊接质量的影响。拉伸剪切强度试验表明，激光的线扫描间距与焊接速度对焊缝的力学性能存在一定的影响，由于热输入量的不同，材料的碳化程度存在差异，拉伸剪切强度均呈现先升高后降低的趋势。在激光先扫描间距约为0．1mm，焊接速度约为400mm／s时，可以获得力学性能良好的焊接试样，焊缝强度可以达到母材强度的80％以上。金相试验表明．不同的能量密度下．焊缝的断13形貌2O0400

5、6008o0存在较大的差异。当能量密度较高时，材料大量碳化，形成大面积的碳化颗粒，使焊缝的结合力下降，在拉伸剪切图6焊接速度与拉伸剪切强度的关系力的作用下材料断裂，断口处可以看到明显的碳化颗粒；(下转第169页)经验(2)采用镶块结构，冲压后的螺旋叶(片回弹降低，5上螺旋叶片的后续加工减少，镶块凹模结构比整体凹模结接构合理。～第h58^页¨)●●1．下模座2．凹模3．定位柱4．凸模5．上模座6．叶片7．镶块8．内导柱9．保护杆1O．支撑杆图2螺旋叶片模具结构图图3螺旋叶片试验过程●4产品试验参考文献：混凝土搅拌螺旋叶片所用的材料sn7，屈服应力盯=[1]曾代忠，郑华．混泥土搅

6、拌运输车搅拌筒螺旋叶片的成形345MPa，弹性模量E=212GPa．板料厚度t=4mm。泊松比【J]．工程机械，2006(1)：2—5．[2]刑普，仪垂杰．混凝土搅拌车搅拌叶片新型母线及其应用研v=0．3。●究[J]．建筑机械，2007(02上半月刊)：59—61，66．试验时设置液压机的冲压速度为2mm／s。将模具和板[3]陈昆．我国金属切削刀具的制造水平与差●距[J]．机械科技，料清理干净后放置板料，启动液压机进行压制，辅助液压1991(9)：2—4．缸的顶压设置为20MPa，冲压结束，保压后凸模回程，镶[4]冯杨．基于动态补偿因子的复杂型面零件冲压回弹控制研究块上升并取

7、出叶片．如图3。[D]．广东：华南理工大学，2009．5结论(1)模具采用镶块结构，上料时镶块上升，凹模平台第一作者简介：冯杨，男，1975年生，湖南人，博士，讲师。和两个定位柱作为基准，使板料在上料后处于一个水平状研究领域：塑性加工与模具计算机技术。已发表论文7篇。态，确保板料定位的准确性和取料的方便性。●(编辑：王智圣)当能量密度适中时，两种材料在热作用下充分熔融扩散，[8]李姣．PMMA—ABS热塑性塑料激光透射焊接机理和工艺的研焊缝结合力较大，在拉伸力的作用下，焊缝沿着拉伸力方究[D]．上海：上