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塑料激光焊接的質量是如何控制的?

發布時間:2022-03-24 14:37:33 責任編輯:盈合激光

對于不同的產品和客戶,質量要求可能會有一些差異。大多數產品都有焊接強度和外觀要求,還有一些有氣密性要求。在本文中,首先介紹適用于激光焊接質量控制的三個階段,然后重點介紹“焊接距離測量”和“溫度測量”兩個手段。下來一起來看看塑料激光焊接的質量是如何控制的?

焊接前(Pre-Process)

從外采購或者自制的塑料件需要進行以下檢查:

尺寸公差激光透色率熔化特性需要采用專用儀器檢查或者提交給專業的第三方進行檢查。大多數情況下,對新打樣的零件以及不同批次的零件進行抽檢。

焊接中(In-Process)

根據設備功能,可進行以下測量:

激光功率測量激光模塊電流和電壓測量溫度測量焊接距離測量根據測量結果是否反饋到焊接過程中,可分為開環控制系統和閉環控制系統。開環控制,數據可以查看和分析焊接質量。閉環控制,數據可以實時反饋控制焊接過程,例如只有達到設定的焊接深度后停止焊接。

焊接后(Post-Process)

焊接完成后,可在下一道工序進行檢測,以確保焊接質量。根據產品的功能要求,常見的測試如下:

壓力或真空密封性試驗機械拉/壓力試驗焊縫剖面的圖像分析另外,破壞性測試應隨機和定期抽取,以驗證批量生產中的焊接強度。

焊接距離(塌陷位移)測量

在同步和準同步的激光焊接過程中,一圈焊縫同時是軟化的或者液態的,通過施加的夾緊力將部分熔膠擠出并實現連接。該過程中,上方零件向下移動,焊接距離/塌陷距離通常是0.1-0.4mm。

塑料激光焊接的質量是如何控制的?

典型的激光焊接的塌陷位移曲線如上圖。首先會檢測到一個小小的上升,這是因為塑料的熱膨脹。一旦塑料充分的熔化,液體熔料會被擠壓出焊縫,焊縫下方的塑料會進一步熔化,焊接深度不斷加大。當激光關閉,塌陷不會立刻停止。焊縫處熔料會冷卻和凝固,這時會觀察到一個微小且滯后的位移。

塌陷位移可以彌補塑料件變形和裝配間隙,保證一周焊縫完整無間隙,提高強度和密封性。

非接觸式溫度測量

高溫計測量從表面發出的熱輻射。物體越熱,發出的熱輻射越多、波長越短。如果高溫計在標準溫度的輻射源上校準過,就可以得到準確的溫度值。

如果沒有校準,溫度測量值會偏低。

塑料激光焊接的質量是如何控制的?

塑料激光焊接的質量是如何控制的?

比較有趣的是,在100-400℃的溫度范圍內,塑料焊接熱輻射的紅外波長大約幾個微米。

由于在激光塑性焊接中,焊縫不是在上方零件表面,而是在兩零件之間,所以發出的熱輻射受到上方零件的影響。較長波長的紅外輻射被上方零件吸收,無法到達上零件表面。因此,只有短波長才能用于溫度測量。通常使用的溫度檢測元件是半導體光電二極管。

由于熱輻射部分被上方零件吸收,因此不能得到絕對溫度,只能得到一個相對溫度信號。該信號可以與同一零件的焊接OKAY件的信號進行比較。

如果想要獲得絕對溫度值,高溫計必須專門針對同樣類型塑料和同樣厚度的零件進行校準。在實際工作中,并不會做這樣的標定,只是對比分析相對溫度信號。