مواد پلاستیکی سازگار با فناوری جوشکاری لیزر Co₂

در زیر ، تجزیه و تحلیل جامع از مواد پلاستیکی سازگار با فناوری جوشکاری لیزر CO₂ و ویژگی های اصلی آنها ، ترکیب مقالات تحقیقاتی متعدد و موارد کاربردی صنعتی است:

من . طبقه بندی و ویژگی های مواد قابل اجرا **

1. ماتریس پلیمری ترموپلاستیک

- پلی پروپیلن (PP)

جوشکاری نفوذ را می توان با لیزر Co₂ به دست آورد ، و عمق ذوب را می توان به طور دقیق در حدود 1 میلی متر در ورق های PP همپوشانی با تنظیم دقیق طول موج (مانند استفاده از یک لیزر Co₂ تنظیم) ، بدون آسیب حرارتی یا ذوب روی سطح . {4} آن نشان داد که می توان از ساختار خوب در LASER regritture redufle induredate inturedaline indruction.} indernistaline reduction ureduredaline inturedaline indruction {2}.

- پلی کربنات (PC)

این ماده شفافیت بالا ، مقاومت در برابر ضربه و پایداری حرارتی . به عنوان یک ماده ماتریس ، مواد کامپوزیت آن (مانند رایانه تقویت شده با فیبر شیشه ای) می توانند با جوشکاری لیزر به خصوص برای برنامه های کاربردی که نیاز به ترانسپتیک نوری دارند.}}}

- پلی آمید (PA6/PA12)
کامپوزیت های پلی آمید تقویت شده با فیبر کربن (مانند PA 6- CF) میزان جذب انرژی بالایی را در جوشکاری لیزر نشان می دهد و برای پردازش سریع مناسب است. نقطه ذوب بالای آن و کمبود آبسنجی کم به کاهش نقص در هنگام جوشکاری.}}}}

plastics و کامپوزیت های مهندسی2.
- پلی فنیلن سولفید (PPS)
ترموپلاستیک نیمه کریستالی ، مقاوم در برابر درجه حرارت بالا (TG در حدود 90 درجه) و کمبود خونریزی. مطالعات جوشکاری مقاومت نشان داده است که اتصالات آن با فیبر کربن با فیبر کربن هنوز 61 ٪ از قدرت اصلی را در دماهای بالا حفظ می کند ، به طور غیر مستقیم تأیید آن را با تنظیمات سازگاری LASER {5} تأیید می کند.
- ** Polyetheretherketone (Peek) **
نقطه ذوب بالا (343 درجه) و پایداری حرارتی عالی ، آن را برای جوشکاری لیزر با قدرت بالا مناسب می کند ، اما برای جلوگیری از تخریب حرارتی باید به طور دقیق کنترل شود . مطالعات نشان داده است که مواد کامپوزیت آن می توانند ریزساختار را از طریق گرمای چرخه ای در ساخت افزودنی لیزر بهینه کنند.

 

دوم ، پارامترهای فنی کلیدی برای انتخاب مواد
ویژگی های جذب نوری1.
- انرژی لیزر Co₂ (طول موج 10.} 6μm) عمدتاً توسط پلیمرهای حاوی گروههای قطبی (مانند PA ، PPS) جذب می شود ، در حالی که مواد کم قطبی (مانند PP) نیاز به افزایش راندمان جذب از طریق افزودنی ها (سیاه کربن ، گرافن) یا طراحی رابط (مانند سینک گرمای شفاف) دارند.
-هتروساختارهای پلیمر/گرافن دو بعدی (مانند MPDG) انتقال انرژی لیزر را از طریق مساحت سطح خاص و هدایت بهینه سازی می کنند و برای جوشکاری با دقت بالا از دستگاه های میکرو. مناسب هستند.

2. رفتار حرارتی و تبلور
-رفتارهای ارغام مجدد ذوب مواد نیمه کریستالی (مانند PP ، PPS) برای جلوگیری از ورود بیش از حد گرمای بیش از حد که منجر به آغوش رابط می شود ، باید با پارامترهای لیزر مطابقت داشته باشد . به عنوان مثال ، انتخاب طول موج در جوشکاری PP می تواند عمق ذوب را تنظیم کرده و منطقه تحت تأثیر گرما را کاهش دهد {5.
- مواد آمورف (مانند PC) هیچ نقطه ذوب روشن ندارند ، بنابراین پنجره جوش باید توسط دمای انتقال شیشه (TG) کنترل شود تا از تخریب مواد . جلوگیری شود

3. تأثیر الیاف تقویت کننده
- جوشکاری لیزر کامپوزیت های تقویت شده فیبر کربن (CFRP) نیاز به تعادل بین جهت گیری فیبر و رفتار ذوب ماتریس دارد . به عنوان مثال ، کامپوزیت های فیبر کربن/PA6 دارای قدرت بالایی و پیوند اتصال در تولید افزودنی اکستروژن پیچ و نیاز به جوشکاری لیزر آنها در مورد تداخل توزیع فیبر است.

---

III . استراتژی بهینه سازی فرآیند
1. کنترل پارامتر لیزر
- تنظیم طول موج (مانند لیزر قابل تنظیم) می تواند جذب انرژی را برای مواد مختلف ، مانند کنترل دقیق عمق ذوب با تنظیم دقیق طول موج در جوشکاری PP . بهینه کند.
- چگالی قدرت و سرعت اسکن نیاز به مطابقت با انتشار حرارتی مواد برای جلوگیری از گرم شدن بیش از حد (مانند PEEK) یا فیوژن کافی (مانند PA6) {{2}

2. ** طراحی رابط و فناوری کمکی
- استفاده از سینک های گرمای شفاف (مانند شیشه کوارتز) می تواند خنک کننده ناحیه جوشکاری را تسریع کرده و آسیب حرارتی را کاهش دهد ، که برای جوشکاری لایه های نازک مواد. مناسب است
- پیش گرم شدن یا پس از درمان (مانند گرمایش مادون قرمز) می تواند استحکام پیوند بین لایه را بهبود بخشد ، به خصوص برای کامپوزیت های محتوای فیبر بالا {{2}

 

IV . موارد برنامه و چالش ها
1. موارد موفق
- اجزای سبک وزن خودرو: کامپوزیت های CF با لیزر Welded PA6- CF برای براکت های درب استفاده می شود ، با افزایش 30 ٪ قدرت نسبت به قطعات قالب تزریق معمولی.}
- الکترونیک انعطاف پذیر: پارچه های پلی استر-اسپندکس از طریق فلز سازی مستقیم لیزر ، به هدایت بالا (4Ω/سانتی متر) دست می یابند ، مناسب برای سنسورهای نساجی هوشمند.

2. تنگناهای فنی
-مواد بسیار بازتابنده (مانند پلیمرهای پر از پودر آلومینیوم) نیاز به توسعه فناوری پوشش ضد انعکاس.
- تفاوت در ضرایب انبساط حرارتی پلیمرهای متفاوت در جوشکاری چند ماده به راحتی می تواند منجر به غلظت استرس سطحی {2. شود

 

خلاصه
انتخاب مواد برای فن آوری جوشکاری لیزر CO₂ باید به طور جامع اثرات جذب نوری ، رفتار حرارتی و مرحله تقویت را در نظر بگیرد.} تحقیقات آینده می تواند روی آن متمرکز شود: ① توسعه جاذب های جدید برای گسترش دامنه کاربرد مواد. ② بهینه سازی پارامترهای جوشکاری در ترکیب با یادگیری ماشین. ③ کاوش در پتانسیل تنظیم درجا از ریزساختار مواد توسط ورودی گرمای چرخه ای .