环形光斑激光塑料焊接工艺研究

赵海发，李小伟

环形光斑激光塑料焊接工艺研究

赵海发，李小伟

（济源职业技术学院，河南 济源 454650）

为了提高塑料焊接焊缝的剪切强度，满足实际生产要求。采用环形光斑进行激光焊接试验，通过对激光功率、焊接速度、离焦量工艺参数进行三因素三水平正交试验，得到最佳工艺参数。在最佳工艺参数条件下，即激光功率为50 W，焊接速度为150 mm/s，离焦量为5 mm时，PA66塑料焊缝最大剪切强度为21.6 MPa。焊缝切片分析结果表明，环形光斑激光焊缝的熔深均匀一致，内部无气孔产生。正交试验的极差分析结果表明，对焊缝剪切强度的影响因素由主到次依次为离焦量、激光功率、焊接速度。

环形光斑；激光焊接；塑料；工艺研究

PA66塑料（俗称尼龙材料，化学名为聚己二酰己二胺）具有生产成本低、强度高、耐腐蚀、质量轻等优点，被大量应用于各种机械和电器零件，例如机械轴承、水泵叶轮、叶片、高压密封圈等[1—5]。为节约生产成本，提高生产效率，需要将塑料注塑成简单的结构，然后通过焊接成为结构较复杂的产品[6]。

塑料焊接的方式主要有热板焊接、超声波焊接以及激光焊接等[7—9]，因为激光与产品不接触，不会对塑料表面产生物理压伤；激光焊接过程中无振动，不会对产品产生振动损伤，对于内部有电子元器件或者玻璃的产品，激光焊接有较大的应用前景[10—13]，汽车车灯、汽车油管上的塑料结构目前大多采用激光焊接方式，如王蕾[14]采用激光对汽车油管PE塑料进行了焊接工艺研究。……