金屬與塑料的激光焊接工藝

塑料與金屬的焊接工藝

如今，在越來越多的工業(yè)應(yīng)用中，激光被視為直接焊接塑料/復(fù)合材料和金屬的替代方案。這種非接觸加工方法提供了最高的技術(shù)靈活性。

當(dāng)前，汽車工業(yè)的一個驅(qū)動因素是如何在不增加成本或?qū)π阅堋①|(zhì)量和安全造成損害或影響的情況下制造更輕的汽車。例如，座椅結(jié)構(gòu)主要包括薄鋼和高強鋼。近年來，混合材料的結(jié)構(gòu)也得到了廣泛研究。該方法也適用于僅金屬混合結(jié)構(gòu)和由金屬/塑料復(fù)合材料制成的零件結(jié)構(gòu)。

使用這些混合材料的結(jié)構(gòu)會帶來很多挑戰(zhàn)，最明顯的是如何焊接化學(xué)、機械和熱性能不同的組成材料。目前焊接塑料和金屬材料最傳統(tǒng)的技術(shù)是粘合劑粘合、機械焊接、復(fù)蓋成形或這些技術(shù)的組合。這些方法涉及到很多組裝操作和設(shè)計限制。

激光器

在越來越多的工業(yè)應(yīng)用中，激光被視為直接焊接塑料/復(fù)合材料和金屬的替代方案。該方法不需要額外的液體/固體粘合劑或組裝元件。與機械接頭和復(fù)雜昂貴的模具相比，激光提供了高工藝靈活性。

激光直接連接金屬和塑料，首先需要金屬表面處理，在該區(qū)域掃描激光，局部腐蝕材料，在金屬表面形成帶槽的微觀結(jié)構(gòu)。槽可以小到幾微米寬，同一區(qū)域多次掃描激光可以改變深度。用高頻脈沖激光在金屬表面加工深槽后，用工具壓迫合金屬和塑料，用連續(xù)激光加熱熔融接頭的塑料，形成有效連接。

塑料與金屬連接效果

通過測試，各類熱塑性塑料均可與不銹鋼、鋁合金、銅合金等實現(xiàn)連接，焊接后破壞拉伸測試焊縫不脫落，焊接強度可高于塑料母材強度。

在許多工業(yè)應(yīng)用中，人們對小型輕質(zhì)零件的需求非常強烈。為了滿足需求，不同材料的連接成為人們關(guān)注的焦點。在產(chǎn)品設(shè)計過程中，由于金屬材料具有高塑性、高導(dǎo)熱性、易加工性等諸多優(yōu)異性能，因此在不同材料的連接中是不可或缺的。同時，塑料具有耐腐蝕性、重量輕、隔熱性等優(yōu)點。但是，由于兩種材料的不同性質(zhì)，在生產(chǎn)零件的過程中，很難實現(xiàn)金屬和塑料的良好連接。不同材料的連接通常是膠水和機械連接。使用激光連接小型復(fù)雜形狀的產(chǎn)品是解決塑料和金屬材料問題的有效方法。