高精度聚合物灯具的激光焊接

刊名：Proceedings of PPS（英）刊期：2014年第29期

作者：N.Oliveira et al

编译：赵唤

提出一种减少尾灯子系统装配工作量的装配工艺，而该装配工艺需要一个具有3个注塑单元的注塑机结合模具装配、激光焊接和发光二极管等实现所有的组装过程。根据联合国欧洲经济委员会汽车法规立法1958项协议设计车辆的尾灯，并对车辆转向灯、制动灯的指标进行分析以确定不同灯具的焊接工艺。将碳纳米材料与聚碳酸酯以不同比例混合制成灯具，研究其焊接特性，并判断这种材料是否能够聚集足够的电流接通发光二极管。在塑料工业中，最常用的焊接工艺是传输焊接。传输焊接是将两种材料（一个不吸收激光束，另一个吸收激光束）通过压力连接在一起。大部分塑料在光谱为600～1180nm的激光束照射下是透明的。为了降低这种透明度，在塑料中通常使用添加剂如炭黑，以增强材料对激光束的吸收。在进行激光焊接的过程中，材料吸收激光产生的热量能够加热焊接顶部的材料，通过这种热传导，两种材料融化并连接在一起，采用该工艺能够减少最终形成组件的复杂程度。

使用聚甲基丙烯酸甲酯作为不吸收激光束的材料，使用聚碳酸酯作为吸收激光束的材料。为了降低聚碳酸酯的透明度，将其与3%的炭黑混合。通过机械试验确定最佳的焊接条件。研究了焊接速度，激光束直径和功率大小对焊接材料性能的影响。根据试验设计方法，确定每个变量的影响。研究表明：在激光焊接过程中，激光速度越低，激光直径越小，功率越低，材料具有机械阻力越高，且越易于实现工业化生产，激光焊接能够降低尾灯子系统装配的复杂程度。