高精度聚合物燈具的激光焊接

刊名：Proceedings of PPS（英）刊期：2014年第29期

作者：N.Oliveira et al

編譯：趙喚

提出一種減少尾燈子系統(tǒng)裝配工作量的裝配工藝，而該裝配工藝需要一個(gè)具有3個(gè)注塑單元的注塑機(jī)結(jié)合模具裝配、激光焊接和發(fā)光二極管等實(shí)現(xiàn)所有的組裝過(guò)程。根據(jù)聯(lián)合國(guó)歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)汽車(chē)法規(guī)立法1958項(xiàng)協(xié)議設(shè)計(jì)車(chē)輛的尾燈，并對(duì)車(chē)輛轉(zhuǎn)向燈、制動(dòng)燈的指標(biāo)進(jìn)行分析以確定不同燈具的焊接工藝。將碳納米材料與聚碳酸酯以不同比例混合制成燈具，研究其焊接特性，并判斷這種材料是否能夠聚集足夠的電流接通發(fā)光二極管。在塑料工業(yè)中，最常用的焊接工藝是傳輸焊接。傳輸焊接是將兩種材料（一個(gè)不吸收激光束，另一個(gè)吸收激光束）通過(guò)壓力連接在一起。大部分塑料在光譜為600～1180nm的激光束照射下是透明的。為了降低這種透明度，在塑料中通常使用添加劑如炭黑，以增強(qiáng)材料對(duì)激光束的吸收。在進(jìn)行激光焊接的過(guò)程中，材料吸收激光產(chǎn)生的熱量能夠加熱焊接頂部的材料，通過(guò)這種熱傳導(dǎo)，兩種材料融化并連接在一起，采用該工藝能夠減少最終形成組件的復(fù)雜程度。

使用聚甲基丙烯酸甲酯作為不吸收激光束的材料，使用聚碳酸酯作為吸收激光束的材料。為了降低聚碳酸酯的透明度，將其與3%的炭黑混合。通過(guò)機(jī)械試驗(yàn)確定最佳的焊接條件。研究了焊接速度，激光束直徑和功率大小對(duì)焊接材料性能的影響。根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，確定每個(gè)變量的影響。研究表明：在激光焊接過(guò)程中，激光速度越低，激光直徑越小，功率越低，材料具有機(jī)械阻力越高，且越易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，激光焊接能夠降低尾燈子系統(tǒng)裝配的復(fù)雜程度。