供稿:南京中科煜宸激光技术有限公司
1.序言
激光自1960年发明成功以来在我们现代社会生活中以各种形式正在被逐步应用。激光加工技术是21世纪最具技术先进特征、应用极其广泛的制造技术,应用极具我国高技术发展的战略领域之一。国家中长期发展规划中已将激光制造技术定位为国家建设的关键支撑技术,它必将对国家制造业的技术装备的技术改造、高新技术产品的改造发挥重要的作用。所以,近年来,远程激光焊接、激光三维焊接、激光电弧-复合焊接、激光-滚轮压接异种金属、激光钎焊等焊接技术受到先进制造装备业的高度重视。另外,在欧美和日本,工程塑料间的焊接及工程塑料与金属间的焊接,在汽车制造业及电子行业也得到了进一步的开发,并逐步走向实际生产的应用中。
激光焊接塑料的应用研究开始于1970年,起初应用远红外CO2激光(λ=10.6μm)。大部分塑料材料在这个波长范围都显示出很强的吸收性,使高速加工成为可能。可是由于CO2激光波长较长,不能透过塑料材料,从而使工程塑料的搭接焊受到了限制[1]。 1985年有人采用近红外Nd:YAG激光(1.06μm)光源,利用透过激光塑料和吸收激光塑料的特性,首次报道了实现搭接接头结合面处的焊接方法[2]~[5]。但是,由于激光加工系统成本较高,塑料激光焊接的应用受到很大的限制。近年来由于激光加工系统成本的降低和技术的进步,激光焊接塑料技术又受到了业内人士的关注,并得到了迅速发展。
本文以近红外激光的透过激光塑料和吸收激光塑料的特性,论述了透过激光塑料焊接TTLW(Through-transmission Laser Welding)的原理,并综述了激光焊接塑料在汽车制造领域的应用状况及发展前景。
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