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[塑料] 光学检测方法在热塑性塑料焊接性能测评中的应用

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发表于 2011-9-5 11:33:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
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塑料激光焊接技术具有焊接速度快、质量高、抗裂强度高等优点,但是,就目前来说,只有进行大量的塑料焊接性能测试,才能决定某种塑料是否可以采用激光焊接技术。本文所介绍的一种光学测评方法可使塑料焊接性能的检测大大简化。
目前,汽车塑料零部件进行连接的主要方法有:粘接、超声波焊接和摩擦焊接。相比之下,无接触式的激光焊接技术具有焊接速度快、质量高、抗裂强度高、焊缝表面光滑平整、没有污垢等优点,而且,被焊接塑料工件只受到很少的热作用。因此,在塑料加工领域,采用激光技术进行塑料加工是全球发展的趋势。
在汽车工业中首次应用激光焊接技术的是奔驰公司的C级轿车,利用激光焊接技术焊接了点火开关的壳体。
只有进行大量的塑料焊接性能测试,才能广泛地在塑料部件中使用激光焊接技术。因为,塑料焊接的光学和热物理性能的测试往往与被焊接件的表面和染料色彩有着密切的关系,它们决定了某种塑料是否可以采用激光焊接技术。
汉诺威的激光技术中心(LZH)研制开发了一种新的光学测试方法:利用一束激光对塑料进行加热,以检测该塑料的可焊接性能。被测塑料试件辐射热量,利用红外线摄像机对这些射线进行摄像分析。专家们根据红外线图片的“热辐射成像图谱”,最终判断被测塑料的激光可焊接性能的好坏。
经过与Aachen塑料加工研究所的合作,LZH确定了不同热辐射照片与塑料焊接焊缝质量之间的对应关系。他们采用PA6、PMMA/ABS和PTB等热塑性塑料为试验材料,通过试验,研究人员得出结论:根据红外线摄像得到的图片,不仅可以判断塑料材料的可焊接性能与焊接质量,而且根据加热方式和检测到的最高温度还可以测算出激光焊接时的热吸收状况和热传导状况。
这种塑料激光可焊接性能检测系统结构十分简单,但是其组成部件价格较高,尤其是红外线摄像机。 作为一个技术服务公司,LZH可以为用户提供塑料可焊接性能的检测服务。
2003年,Aachen激光与塑料制品协会和杜塞尔多夫的德国焊接与应用技术协会的UGW 4.12部门共同发布了一个关于激光焊接技术的标准草案。2003年底,DVS德国焊接与应用技术协会还出台了一个关于塑料材料激光焊接的技术规范。
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热光学检测系统:反光镜和透镜控制激光射束照射到塑料试件上,红外线摄像机从被测试材料的前、后两侧记录下热辐射的影像塑料激光焊接技术
目前,适合于塑料材料焊接的激光焊接技术主要有4种:轮廓激光焊接、实时焊接、准实时焊接和掩模焊接。提供塑料激光焊接设备的生产厂主要有:Carl Baasel激光技术公司、 Laserquipment股份公司和Prolas 激光技术公司等。
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