基于铝膜中间层的聚碳酸酯激光透射焊接研究

发布时间：2025-04-27 02:26

　　激光透射焊接凭借其焊缝变形小、清洁高效、热影响区小等优势,在现代工业中应用越来越广泛。传统激光透射焊接研究需要采用吸光剂对红外波长光线进行吸收,采用在聚合物中间填充吸收剂比在下层材料中填充色母及其他吸光剂拥有更广阔的应用背景。中间热传导层的加入对焊接过程中能量传输规律、聚合物的吸热转换过程以及焊缝区域的形成有重要影响,使激光透射焊接技术的应用与装备得到进一步发展。本文以聚碳酸酯(PC)为研究对象,中间添加不同宽度的金属铝膜吸光传导热量,分析铝膜对聚合物可焊性以及热传递的影响规律;建立激光透射焊接工艺参数与焊接强度及焊缝宽度之间的数学模型,同时对含有铝膜的激光透射焊接工艺参数进行优化;构建包含铝膜的激光透射焊接简化三维有限元模型,探讨热-固耦合中焊接工艺参数对温度场、应力场的影响机理。研究内容如下:首先,分析加入铝膜对激光透射焊接聚碳酸酯可焊性的影响,探讨激光光束与焊接试件的相互作用,测量PC透光试件和铝膜光学性能;根据激光光束经过试件后能量被不同宽度铝膜吸收传导,建立光斑裕度的激光能量密度模型;研究金属薄膜热传导产生的聚碳酸酯的温度升高分布变化,并分析金属薄膜在激光透射焊接过程中的热应力...

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１激光透射焊接原理图??１．３基于非金属吸光剂的激光透射焊接国内外研究现状??

前景。??１．２激光透射焊接基本原理??热塑性聚合物激光透射焊接主要过程包括以下三个阶段：１）使波长为??８００？１０５０ｎｍ激光照射在吸光试件上或者吸光中间层上，使吸收激光的聚合物的界面??产生能量转化实现加热，聚合物受热膨胀；２）当能量继续吸收，聚合物材料达到玻??璃化转化温....

图２．１光斑直径存在裕度的焊接示意图??

线传递的能量作为线能量??１５８１，本文主要考虑激光沿着焊接方向移动，同时提供足够的能量引起聚合物熔化从而??形成接头。因此，线能量等于比率激光功率Ｐ（Ｗ）除以光束扫描速度Ｖ（ｍ／ｓ）。??线能量公式为：??Ａ?Ｐ??八＝—?（２．１）??Ｖ??２．１．２光斑存在裕度模型??研宄....

图２．２薄膜应力状态示意图（ａ）不受应力（ｂ）张应力（ｃ）压应力??

基于铝膜中间层的聚碳酸酯激光透射焊接研宄?第二章铝膜中间层对聚碳酸酯激光透射焊接理论研宄??—ｅｘｐ｛与ｕ２＋，ｌｘ??ｎｐｃ?ｒ１?－＼－＾ｋ｛ｔ－ｒ）?［?ｒ２?＋?８Ａ：（＾－ｒ）?ｊ??＇?（２．２０）??［ａｉ［ｋ｛ｔ－ｒ）－ｚ＾ｅｒｆｃ＜?２ａ’Ｗ?ｒ＼ｚ］?＞ｄｒ?....

图２．５光束在塑料中的传递??热塑性塑料主要可以分为无定型与结晶型两种，结晶型塑料由于结晶度高，激光??

基于铝膜中间层的聚碳酸酯激光透射焊接研究?第二章铝膜中间层对聚碳酸酯激光透射焊接理论研究??Ｒｔ＋Ａｔ?＋Ｔｔ＝１?（２．２８）??

本文编号：4041735