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天津上榮超音波電子設備有限公司
公司主營:超聲波塑料焊接機、熱板塑料焊接機、熱熔機、旋熔機、振動摩擦焊接機并為定制非標自動化塑料焊接設備

激光塑料焊接:光與聚合物之間的相互作用

作者:天津上榮超音波

激光塑料焊接:光與聚合物之間的相互作用

       當輻射光線照射到材料表面時,一些能量被反射,一些被吸收,還有一些被散射掉。在激光焊接加工中,能量一定要在正確的位置被有效地吸收。光束和表面之間相互作用的類型取決于以下因素:

   ·材料的種類和添加劑的含量,包括表面涂層的作用。

   ·激光的波長。

   ·激光的強度(能量,光斑大小或者形狀,光束質量)。

   ·光束在材料表面的運動速度。

   當激光輻射完全被吸進聚合物表面時,其相互作用取決于波長的兩種類型中的一種:

   ·短波長的輻射(小于350nm或者紫外線(uV))引起光解過程,在這個過程中光子有足夠高的能量去拆開化學鍵。該過程被描述為冷加工過程,可以用于消融、化學固化或者是其他化學變化,例如通過顏色變化進行標記。

   ·長波長的輻射(長于350nm或者是延伸到紅外線(IR))引起了包括加熱的熱解過程。這個可以用來熔融并用于焊接,或者是以更高的強度用于汽化或者熱降解,例如激光切割。

      除了吸收能量,聚合物也散射光,特別是半結晶聚合物,.其球晶大小通常適合散射紫外線、可見光或紅外線輻射。

      典型聚合物長波輻射吸收特性,通過圖可以看到有一個分布帶,約為400—1600nm,在此帶寬內幾乎沒有吸收(即高傳輸)。因此,二極管、纖維和Nd: YAG激光能輕易地通過聚合物進行傳輸,可用于傳輸激光焊接。而C02激光被迅速吸收進入表面,可以通過直接加熱的方式切割或者焊接薄膜。

      最后,應該考慮不同聚合物以及添加劑之間對輻射吸收的不同。不同聚合物在一定厚度范圍的傳輸特性。尼龍、PE和PP等半結晶聚合物展現了隨厚度增加傳輸量快速減少。少量炭黑顏料的添加有效地將傳輸效應減小到零,這種作用在焊接中很重要。將炭黑和其他紅外光譜吸收介質放在一個特定的加熱或焊接所需要的位置,這就使得,如果吸收介質是在下部材料里面或者表面而不是在上部材料里面,可以進行傳輸激光焊接


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