金屬與塑料的激光焊接工藝

塑料與金屬的焊接工藝

如今，在越來越多的工業應用中，激光被視為直接焊接塑料/復合材料和金屬的替代方案。這種非接觸加工方法提供了最高的技術靈活性。

當前，汽車工業的一個驅動因素是如何在不增加成本或對性能、質量和安全造成損害或影響的情況下制造更輕的汽車。例如，座椅結構主要包括薄鋼和高強鋼。近年來，混合材料的結構也得到了廣泛研究。該方法也適用于僅金屬混合結構和由金屬/塑料復合材料制成的零件結構。

使用這些混合材料的結構會帶來很多挑戰，最明顯的是如何焊接化學、機械和熱性能不同的組成材料。目前焊接塑料和金屬材料最傳統的技術是粘合劑粘合、機械焊接、復蓋成形或這些技術的組合。這些方法涉及到很多組裝操作和設計限制。

激光器

在越來越多的工業應用中，激光被視為直接焊接塑料/復合材料和金屬的替代方案。該方法不需要額外的液體/固體粘合劑或組裝元件。與機械接頭和復雜昂貴的模具相比，激光提供了高工藝靈活性。

激光直接連接金屬和塑料，首先需要金屬表面處理，在該區域掃描激光，局部腐蝕材料，在金屬表面形成帶槽的微觀結構。槽可以小到幾微米寬，同一區域多次掃描激光可以改變深度。用高頻脈沖激光在金屬表面加工深槽后，用工具壓迫合金屬和塑料，用連續激光加熱熔融接頭的塑料，形成有效連接。

塑料與金屬連接效果

通過測試，各類熱塑性塑料均可與不銹鋼、鋁合金、銅合金等實現連接，焊接后破壞拉伸測試焊縫不脫落，焊接強度可高于塑料母材強度。

在許多工業應用中，人們對小型輕質零件的需求非常強烈。為了滿足需求，不同材料的連接成為人們關注的焦點。在產品設計過程中，由于金屬材料具有高塑性、高導熱性、易加工性等諸多優異性能，因此在不同材料的連接中是不可或缺的。同時，塑料具有耐腐蝕性、重量輕、隔熱性等優點。但是，由于兩種材料的不同性質，在生產零件的過程中，很難實現金屬和塑料的良好連接。不同材料的連接通常是膠水和機械連接。使用激光連接小型復雜形狀的產品是解決塑料和金屬材料問題的有效方法。