相比PC、PMMA等無定型材料,尼龍、PBT等半晶材料的激光穿透率較低。如果是黑色的含有玻纖的激光可穿透的PA、PBT等材料,其激光穿透率就更低。而塑料材料足夠且穩(wěn)定的激光穿透率對于塑料激光焊接工藝的批量生產至關重要。
PBT激光穿透率使用激光功率計的檢測方法
直接檢測對于已經(jīng)有塑料激光焊接設備的客戶,可以直接使用激光功率計來測試塑料材料的激光穿透率。先使用一個激光功率設置觸發(fā)激光,讀出激光功率計的讀數(shù)P0。而后讓同樣設置的激光穿透需要檢測的塑料材料,功率計得到第二個數(shù)值PP。激光穿透率T=Pp/P0。這種檢測方法相對比較簡單,但是缺點在于只能檢測激光穿透部件是平整片材的工件。
PBT塑料進行激光焊接時,上層塑料需要能夠穿透激光,這通常需要使用特定牌號的PBT材料。上海航空塑料激光焊接PBT定制
PBT的物理改性
玻璃纖維增強改性在PBT中加入20%~40%的玻璃纖維后,不僅保持了PBT的耐化學性、加工性等原有優(yōu)點,而且機械性能大幅度提高,如拉伸強度和彎曲強度提高1~115倍,彈性模量提高2倍,并克服了PBT缺口沖擊強度低的不足,產品的耐熱性較大提高,耐蠕變性、耐疲勞性能優(yōu)良,成型收縮率低、尺寸穩(wěn)定性好。低翹曲化改性玻纖增強雖然能提高和改進PBT樹脂的綜合性能,但由于玻纖的取向產生各向異性現(xiàn)象,從而引起制品翹曲變形。為解決這一問題,可以采用礦物填充、礦物與玻纖復合填充,加入其它聚合物共混改性,從而達到翹曲化的目的. 強度高塑料激光焊接PBT性能本色的PBT塑料不管是否添加了玻纖,均可以穿透激光。
PBT的生產工藝直接酯化法
是由對苯二甲酸(TPA)與丁二醇(BG)直接進行酯化反應,得到對苯二甲酸雙羥丁酯單體,然后縮聚為PBT。酯化反應的生成物水與副產物四氫呋喃(THF)的沸點相差較大(分別為100℃和66℃),回收的四氫呋喃經(jīng)精餾后純度達到9915%[2],可以作為商品出售。該技術路線還具有原料消耗低,所需反應設備少,生產周期短,生產效率高等優(yōu)點,制得的樹脂既可進行固相后縮聚增粘,也可采用直接紡絲工藝生產纖維,因此直接酯化路線具有較強的競爭力。
玻纖增強PBT材料容易翹曲原因:翹曲是材料不均勻收縮的結果。材料中組分的取向和結晶、注塑時采用不恰當?shù)墓に嚄l件、模具設計時澆口形狀和位置不對、制品設計時壁厚厚薄不勻等都會造成制品的翹曲。PBT/GF復合材料的翹曲主要是玻纖在流動方向上的定向限制了樹脂的收縮,PBT在玻纖周圍的誘導結晶又強化了這種效果,使得制品的縱向(流動方向)收縮小于橫向(與流動方向垂直的方向),這種不均勻收縮便導致了PBT/GF復合材料的翹曲。解決方法:一是加入礦物,利用礦物填料的形狀對稱性減輕玻纖取向造成的各向異性;二是加入非晶材料,降低PBT的結晶度,減少因結晶而造成的不均勻收縮,如加入ASA或者AS,但是它們與PBT相容性差,需要添加適當?shù)南嗳輨?;三是調整注塑工藝,如適當提高模具溫度,適當增加注塑周期。PBT塑料只要成型了就有很強的穩(wěn)定性,在尺寸的精度方面比較講究所以是一種高質量的塑料材料。
塑料激光焊接常用焊接方法在實際應用中,塑料激光焊接有幾種常用的工藝方法:
順序型周線焊接:激光沿著塑料焊接層的輪廓線移動并使其熔化,將塑料逐漸粘結在一起。主要用于規(guī)則外形且有焊接速度要求的零件。
同步焊接:使用帶有多個激光口的激光發(fā)射器,通過光學器件調整激光束的方向和形狀;激光束通過程序引導,沿著焊接層的輪廓線焊接,使整個輪廓線同時熔化并粘結在一起。主要用于焊接面積較大,且焊接一致性要求較高的零件。
掃描焊接:又稱準同步焊接,綜合了上述兩種焊接技術。利用光學器件產生高速激光束,沿著待焊接的部位移動,使得整個焊接處逐漸發(fā)熱并熔合在一起。此方案對于激光發(fā)射設備要求較高。
照射掩膜焊接:通過預先制作的模板遮擋無效區(qū)域的激光束,只暴露出精確的焊接部位,對焊接區(qū)域進行熔化,實現(xiàn)焊接過程。這種焊接技術精度高,是目前應用較廣的激光焊接技術,設備通用性強,模板制作簡單、成本低,可以實現(xiàn)低至10μm的高精度焊接。 未來,PBT料在電子、電器、汽車、機械等領域的應用將更加廣,同時,對其環(huán)保性和可回收性也將更加重視。強度高塑料激光焊接PBT材料區(qū)別
PBT材料除了激光穿透率低以外,還存在材料表面非常容易吸收激光能量而導致在激光塑料焊接的過程中燒傷。上海航空塑料激光焊接PBT定制
PBT的共混改性
PBT是結晶型熱塑性工程塑料,具有多方面的優(yōu)異性能,其耐老化性優(yōu)于其它通用工程塑料,熔融流動性好,耐侯性能優(yōu)良。但PBT缺口敏感性大而限制了它的用途,因而一般與其它樹脂共混使用。為此,國內外學者大量開展對PBT共混改性的研究,對PBT共混改性不僅可保持PBT樹脂固有優(yōu)點,改善其性能,并降低材料的成本。
PBT與其它聚合物共混的主要目的:提高缺口沖擊強度,改善成型加工收縮造成的翹曲變形,提高耐熱性能。國內外普遍采用共混來對其進行改性。用于PBT共混改性聚合物主要有PC、PET等等。這類產品主要用于汽車、電子和電動工具。 上海航空塑料激光焊接PBT定制
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