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激光聚合物焊接是一種無振動(dòng)、非接觸且非常精確的焊接塑料部件的方式。如今，激光透射焊接有四種較為成熟的方法（圖1）。在輪廓焊接中，一束激光投射到待焊接工件上，接著激光束沿著待焊接區(qū)域的輪廓掃描一周，兩個(gè)夾緊的塑料部件上被掃描的區(qū)域由此被融化并連接在一起。在準(zhǔn)同步焊接中，兩個(gè)掃描鏡以非常高的速度沿著輪廓多次偏轉(zhuǎn)激光光斑。在這種方法中，整個(gè)圖案的加熱和連接幾乎是同步完成的。在同步焊接中，完全相同形狀的圖案輪廓被激光光束融化并同時(shí)連接。在掩膜焊接中，線狀的激光束穿過反射掩膜，掩膜的陰影區(qū)下方是不需要連接的區(qū)域。
M形強(qiáng)度分布的圓形平頂光束
在輪廓焊接和準(zhǔn)同步焊接中，玻璃光纖末端面被相應(yīng)地放大成像到工件上。通常情況下為平頂光束。不過，圓形平頂光束沿著焊接輪廓進(jìn)行連續(xù)引導(dǎo)時(shí)，將造成引導(dǎo)方向上不均勻的能量輸入，即中間的能量輸入比邊緣的要高。因此，在激光焊接聚合物中使用圓形平頂強(qiáng)度光束會(huì)使得焊接過程中沿著焊縫方向的溫度分布不均勻。這就對(duì)工藝窗口造成了限制。
對(duì)輪廓焊接和準(zhǔn)同步焊接來說， M形光斑強(qiáng)度的分布更為方便。顧名思義，M形強(qiáng)度分布的圓形平頂光束成像在工件上的光斑在邊緣的強(qiáng)度要高于中間位置。這就能確保焊接過程中沿著焊縫方向的溫度分布均勻。圖2顯示了含有0.5wt%碳黑的聚丙烯中的M形強(qiáng)度分布的光斑和相應(yīng)的熱影響區(qū)。這里的透熱深度是指沿著光束引導(dǎo)方向上的透熱深度。
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