麻明章-研究方向课-学习报告

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1、沈阳工业大学硕士研究生研究方向课学习报告题目：高分子材料激光加工学习报告学科、专业：材料工程研究方向：材料成形技术及过程控制硕士生姓名：麻明章导师姓名：徐国建成绩：报告时间：2013年11月29日目录1绪论12高分子材料及相关课题研究进展32.1塑料焊接方法32.1.1超声波焊接32.1.2摩擦焊接32.1.3振动焊接32.1.4热板焊接42.2塑料的激光焊接特性42.3塑料激光焊接的实例62.3.1汽车产业62.3.2其他产业82.4高分子材料激光焊接的可行性分析93高分子材料激光焊接的重大意义9［绪论现在中国正在普及利用激光加工机进行飯金加工。与口本以及欧美相比，中国的激光

2、加工机普及速度非常快。几乎所有的产业部门都在研究讨论引进激光加工机到生产现场，相信不久的将来，激光加工一定会成为饭金加工行业屮主要的加工方式。激光加工是将能量聚焦到微小的空间，利用这一高密度的能量进行非接触、高速度、高精度的加工方法。这是一种摆脱传统的机械加工、热处理加工Z类的全新加工方法。它也是一种通过与数控装置、高刚性加工工作台相结合，使市场所要求的质量得以保证和生产效率冇飞跃性提高的加工方法。激光加工机作为今后承担加工产业化（FA,FactoryAutomation）的主要手段倍受期待。但是，随着激光加工机市场的急剧扩大，在使用加工机的现场也出现了各种各样的问题。客户就激

3、光加工方面所提出的问题也随着时代的变化越来越复杂。由于加工材质或板厚的多样化、生产效率的提高、环保问题的对策等原因，对激光加工机的耍求也相应提高。再加上，现在要求激光加工机与一般机床具有同样的运转效率，但不允许像过去那样在设定加工条件上花费很长吋间，这就使现场的工作人员感到非常'为难。而高分子材料以质轻、耐腐蚀、成型加工性能优良、装饰性及手感好等特点，在过去的几十年屮大量取代了传统材料（如钢铁），被广泛应用于汽车制造领域等。在现代车辆上，无论是外装饰件（如保险杠、挡泥板、车轮罩、灯罩、导流板等）、内装饰件（如仪表板、车门内板、副仪表板、杂物箱盖、座椅、后护板等），还是功能与结构

4、件（油箱、散热器水室、空滤器罩、风扇叶片等），都有高分子材料制胡。口前，现代汽车上100kg的高分子材料材料取代了原先需200〜300kg的传统金属材料，减重效果十分突出，这对于节约能源,降低温室气体排放具冇重要意义。如汽车高分子材料制进气歧管，由激光焊接技术取代以往钏接技术可减轻质量40%〜6（）%，且表面光滑流动阻力小，可提高发动机性能，并在提高燃烧效率、降低油耗、减振降噪方面都起到一定作用。据统计，汽车用高分子材料制品种类到口前为止已达几I•种,平均每辆汽车的高分子材料用量已占汽车自重的5%〜10%，随着汽车轻量化的发展耍求和汽车高分子材料技术的扩人应用，高分子材料的单车

5、用量今后还将会进一步增加。2高分子材料及相关课题研究进展2.1塑料焊接方法到目前为止，约有15种以上方法应用于热塑性塑料的焊接。以下对具有代表性的方法做以介绍。2.1.1超声波焊接超声波焊接是利用高频振荡波（通常是20〜40kHz）在塑料件的接合面产牛的摩擦热进行的焊接。两个焊接件分别放置在振荡器和台座上，在施加一定压力的同时加振。超声波振荡器使焊接件在接合界面上进行摩擦并产生摩擦热，使焊接件加热、融化（软化），在一定压力作用下焊合。该方法适用于小范围的焊接，焊接长度一般被限定在数厘米左右以内。这种方法主要应用于电子管、过滤器、盒式录咅带、汽车零部件、除尘器等方面的焊接。2.1

6、.2摩擦焊接与金属的摩擦焊接具有同样的原理。一侧的零部件固定，另一侧零部件旋转的同吋加压。利用摩擦热使塑料加热、熔融（软化）；停止摩擦后犁料将冷却、凝固（固化）；在一定压力的继续作用下，完成塑料的焊接。这种焊接工艺方法能得到单纯良好的焊接接头质量，且再现性高。但是，该种方法较适合焊接圆筒或圆柱形状的零部件。2.1.3振动焊接振动焊接方法是以适当的频率（一般100〜240Hz）、振幅（一般1~5mm左右）振动摩擦两个零部件，使塑料加热、熔化（软化）；振动摩擦停止Z后，零部件被冷却、凝固（固化）；在一定压力的继续作用下，完成焊接过程。这种方法的优点是能够实现大型零部件高效焊接。2.

7、1.4热板焊接热板焊接是最单纯的人量的生产技术。该方法是将热板夹在两块塑料接合面之间，通过热板使两块蜩料接合面表面加热、熔化（软化）（根据澈料的材质和厚度的不同，一般地将塑料的接合面加热到180〜230°C）；然后，撤掉热板，塑料开始冷却、凝固（固化），在一定压力的继续作用下，完成焊接过程。有关塑料的普通焊接技术和激光焊接技术的比较结杲如表2.1所示。与普通焊接技术相比，激光焊接技术能实现高速、自动化、高质量的焊接，且适用的领域广泛。表2.1蝮料焊接的普通焊接技术和激光焊接技术的结果比较振动