對于無定形塑料激光透射焊接質(zhì)量分析

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1、重疊率接近為零，拉伸剪切強(qiáng)Bd度達(dá)、到c峰Jj∞值Je塵36扔．1∞M焉Pca；．當(dāng)線(3)斷口形貌觀察苫、廣舄cm．1掃描間距大于約0．1mm時(shí)，、掃描線之間存在間隙，材料在由于聚合物對光的反射率較低，觀察前，先對斷口進(jìn)單位面積內(nèi)吸收的能量不足，導(dǎo)致材料未能充分熔融擴(kuò)行噴金處理。圖5和圖6表明，影響激光塑料焊接性能的散，因此，隨著線掃描間距的繼續(xù)增加，試樣的拉伸剪切主要因素是材料在單位面積內(nèi)吸收的能量的多少．即激光強(qiáng)度開始降低。的能量密度．因此本試驗(yàn)通過金相顯微鏡觀察了三種不同能量密度下的焊縫斷口形貌。如圖7所示，(a)為激光能量密度為0．5J／mm時(shí)的斷13形貌；(b)為

2、激光能量密度為0．2J／mm時(shí)的斷口形貌：(c)為激光能最密度為0．1J／mm時(shí)的斷口形貌。圖7(a)表明，當(dāng)激光能量密度為0．5J／mm時(shí)，材料的熱輸入量大，碳化程度高，焊縫表面形成了較多的碳化顆粒。使得焊縫的結(jié)合力下降，在拉伸剪切力的作用下材料發(fā)生斷裂。斷口處可以看到明顯的碳化顆粒。圖7(b)表明．當(dāng)激光能量密度為0．2J／mm：時(shí)．材料的輸人量適中，兩種材料充分熔融擴(kuò)散，焊縫焊接強(qiáng)度較高，在拉伸剪切力的作用下，焊縫沿著拉伸力方向產(chǎn)生了拉絲狀的韌性斷口。圖7(c)表明，當(dāng)激光能量密度為0．1J／mm時(shí)，0．O70．14Distance，mm由于輸入量不足，導(dǎo)致兩種材料未能

3、充分熔融擴(kuò)散，僅靠圖5線掃描間距與拉伸剪切強(qiáng)度的關(guān)系分子間作用力結(jié)合在一起，使得焊縫強(qiáng)度較低．在拉伸剪切力的作用下焊縫斷裂．?dāng)?3形貌較為平整。(2)焊接速度與拉伸剪切強(qiáng)度的關(guān)系實(shí)驗(yàn)組A6一A10反映了焊接速度與拉伸剪切強(qiáng)度間的關(guān)系，如圖6所示。結(jié)果表明，當(dāng)焊接速度小于約450mm／s時(shí)，如果焊接速度較低，材料在單位面積內(nèi)吸收的能量較高，導(dǎo)致材料碳化嚴(yán)重，并伴隨有刺激性氣體的溢出，使焊縫的結(jié)合力降低，隨著焊接速度的增加，材料碳化程度變小，焊縫充分熔融擴(kuò)散，試樣的拉伸剪切強(qiáng)度升高：在焊接速度達(dá)到約450mm／s時(shí)。拉伸剪切強(qiáng)度達(dá)到峰值，從圖6可以看出，此時(shí)的強(qiáng)度約為38MPa；

4、當(dāng)焊接速度大于450mm／s時(shí)．隨著焊接速度的繼續(xù)增加，熱輸入量減少．材料未能充分熔融擴(kuò)散，試樣的拉伸剪切強(qiáng)度降低。圖7不同能量密度下的斷口形貌5結(jié)論通過拉伸剪切強(qiáng)度測試與斷13形貌的對比，分析了不同的工藝參數(shù)對焊接質(zhì)量的影響。拉伸剪切強(qiáng)度試驗(yàn)表明，激光的線掃描間距與焊接速度對焊縫的力學(xué)性能存在一定的影響，由于熱輸入量的不同，材料的碳化程度存在差異，拉伸剪切強(qiáng)度均呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢。在激光先掃描間距約為0．1mm，焊接速度約為400mm／s時(shí)，可以獲得力學(xué)性能良好的焊接試樣，焊縫強(qiáng)度可以達(dá)到母材強(qiáng)度的80％以上。金相試驗(yàn)表明．不同的能量密度下．焊縫的斷13形貌2O0400

5、6008o0存在較大的差異。當(dāng)能量密度較高時(shí)，材料大量碳化，形成大面積的碳化顆粒，使焊縫的結(jié)合力下降，在拉伸剪切圖6焊接速度與拉伸剪切強(qiáng)度的關(guān)系力的作用下材料斷裂，斷口處可以看到明顯的碳化顆粒；(下轉(zhuǎn)第169頁)經(jīng)驗(yàn)(2)采用鑲塊結(jié)構(gòu)，沖壓后的螺旋葉(片回彈降低，5上螺旋葉片的后續(xù)加工減少，鑲塊凹模結(jié)構(gòu)比整體凹模結(jié)接構(gòu)合理。～第h58^頁¨)●●1．下模座2．凹模3．定位柱4．凸模5．上模座6．葉片7．鑲塊8．內(nèi)導(dǎo)柱9．保護(hù)桿1O．支撐桿圖2螺旋葉片模具結(jié)構(gòu)圖圖3螺旋葉片試驗(yàn)過程●4產(chǎn)品試驗(yàn)參考文獻(xiàn)：混凝土攪拌螺旋葉片所用的材料sn7，屈服應(yīng)力盯=[1]曾代忠，鄭華．混泥土攪

6、拌運(yùn)輸車攪拌筒螺旋葉片的成形345MPa，彈性模量E=212GPa．板料厚度t=4mm。泊松比【J]．工程機(jī)械，2006(1)：2—5．[2]刑普，儀垂杰．混凝土攪拌車攪拌葉片新型母線及其應(yīng)用研v=0．3?！窬縖J]．建筑機(jī)械，2007(02上半月刊)：59—61，66．試驗(yàn)時(shí)設(shè)置液壓機(jī)的沖壓速度為2mm／s。將模具和板[3]陳昆．我國金屬切削刀具的制造水平與差●距[J]．機(jī)械科技，料清理干凈后放置板料，啟動(dòng)液壓機(jī)進(jìn)行壓制，輔助液壓1991(9)：2—4．缸的頂壓設(shè)置為20MPa，沖壓結(jié)束，保壓后凸?；爻蹋俒4]馮楊．基于動(dòng)態(tài)補(bǔ)償因子的復(fù)雜型面零件沖壓回彈控制研究塊上升并取

7、出葉片．如圖3。[D]．廣東：華南理工大學(xué)，2009．5結(jié)論(1)模具采用鑲塊結(jié)構(gòu)，上料時(shí)鑲塊上升，凹模平臺(tái)第一作者簡介：馮楊，男，1975年生，湖南人，博士，講師。和兩個(gè)定位柱作為基準(zhǔn)，使板料在上料后處于一個(gè)水平狀研究領(lǐng)域：塑性加工與模具計(jì)算機(jī)技術(shù)。已發(fā)表論文7篇。態(tài)，確保板料定位的準(zhǔn)確性和取料的方便性?！?編輯：王智圣)當(dāng)能量密度適中時(shí)，兩種材料在熱作用下充分熔融擴(kuò)散，[8]李姣．PMMA—ABS熱塑性塑料激光透射焊接機(jī)理和工藝的研焊縫結(jié)合力較大，在拉伸力的作用下，焊縫沿著拉伸力方究[D]．上海：上