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电子束焊机焊接的材料搭配有哪些?

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2017-07-26

 电子束焊机焊接接其中的一个研究课题就是两个被焊接部件的颜色搭配,这是由所采用的激光透射焊接的原理所决定的。下图显示了因材料颜色的不同而造成的焊接难易程度。首先成功实现的是透明色–黑色材料的激光焊接。

除此之外黑色–黑色材料的焊接也已广泛使用。由于组成塑料的高分子的本怔吸收带通常位于紫外和远红外区域,所以最初只有CO2激光器被用于电子束焊机焊接的研究。

但是通过搀杂和添加色素可极大地改变塑料的光学吸收特性,从而使塑料在可见光和近红外区域的吸收大大增强,由原本激光透明的材料变成激光吸收材料,这样传统的Nd:YAG固体激光器(1064nm和倍频532nm)和大功率GaAs半导体激光器(800nm-1000nm)以及新型光纤激光器都可以被用作电子束焊机焊接的光源。

色素搀杂同时也改变了原来塑料焊接的特性和参数,使之更适合于某种特殊应用。  

与材料颜色搭配几乎同时进行研究的是焊接材料的搭配。目前在工业上采用电子束焊机焊接的材料大部分是热塑材料(Thermoplastic,TP),构成TP–TP焊接。由于采用的激光透射焊接是非接触性的,所以这些热塑材料也可以与其它材料焊接到一起,比如同样具有热塑性的合成橡胶(ThermoplasticElastomer,TPE)。

具有热塑性的合成橡胶因为同时具有热塑材料的热塑性和合成橡胶的弹性和伸缩性,而它的焊接处理温度和冷却时间等参数又与热塑材料非常相似,所以用激光透射焊接的方法可容易实现TP–TPE焊接。

由于TPE的手感和摩擦性好,所以TP–TPE焊接在汽车工业上的第一个应用就是制造汽车方向盘。

此外,TPE和TPE也可通过电子束焊机焊接的方法被焊接到一起,组成TPE–TPE焊接。  目前材料搭配研究的一个最新方向是实现塑料与金属和陶瓷材料的电子束焊机焊接。比如说塑料通过金属被激光间接地加热,接触面熔化,然后包围金属,和金属组成一个非常牢固的联接。  

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