激光透射焊接塑料强度测试方法设计与实验研究

激光透射焊接塑料强度测试方法设计与实验研究

作者:师大云端图书馆 时间:2017-12-17 分类:参考文献 喜欢:3359
师大云端图书馆

【摘要】与传统的塑料连接方法如胶粘接、热熔焊接、摩擦焊接、超声波焊接等方法相比,激光透射焊接具有明显优势,在汽车零部件、医疗器械、电子封装等领域的应用越来越广泛。国内外对于该领域的研究主要集中在工艺参数,吸收剂和数值模拟几个方面,但在焊接质量评估,尤其是焊接强度检测方法的研究和规范上缺乏经验。因此,开展激光透射塑料焊接强度检测方法的研究十分有意义。本文具体的研究内容分述如下:1.对现有激光透射塑料焊接强度测试方法进行分析,发现测试过程中焊接接头处附加力矩的存在,使焊缝发生偏转。试样的破坏是由剪切力和剥离力的综合作用所造成,实验得到的破坏强度偏离焊接面的真实强度值。2.提出新的激光透射塑料焊接强度测试方法:分别设计了双搭焊接剪切强度测试方法和抗张强度测试方法,并设计了相应的焊接实验辅具。3.根据设计的强度测试方法进行PMMA/PMMA和PP/PP的激光透射焊接实验和抗张强度实验。结果表明:在实验范围内,试样抗张强度随着能量密度的增加而增大。PMMA焊接试样抗张强度最大为28.634MPa,达到母材强度的47.5%;大部分PP焊接接头的抗张强度在母材强度的17.2%~26.8%范围内,当能量密度为1.731J/mm2时,焊接接头抗张强度达到最大值9.144MPa。4.采用单搭的形式进行PMMA/ABS的激光透射焊接实验和剪切强度测试实验。结果表明:在单搭试样剪切强度测试过程中,焊接接头存在明显偏转现象。当PMMA厚度(H)为2.0mm时,偏转角度(φ)达到最大值4.8°;当试样长度(L)为70mm时,φ最小为2.4°;PMMA厚度和试样长度对φ的影响程度相近,φ的范围均在2.4°~4.8°之间。根据焊接试样的破坏形式判断,现有单搭焊接方法不能准确地考查到激光透射焊接试样的剪切强度。5.采用双搭的形式进行PMMA/ABS的激光透射焊接实验和剪切强度测试实验。结果表明:PMMA厚度H为1.5mm时,双搭试样剪切强度不低于15.781MPa;H=2.0mm时,不低于12.754MPa;H=3.5mm时,不低于16.539MPa。试样长度L为70mm的条件下,测得试样的实际剪切强度为14.265MPa。L=40mm,不低于21.406MPa;L=50mm,不低于23.908MPa;L=60mm,不低于19.991MPa。在双搭试样剪切强度测试实验中,焊接接头无角度偏转现象,双搭焊接方法能够准确测得焊接试样的剪切强度。
【作者】程亚婷;
【导师】王瑛玮;
【作者基本信息】吉林大学,材料学,2014,硕士
【关键词】激光透射焊接;热塑性塑料;抗张强度;剪切强度;检测方法设计;

【参考文献】
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