Spawanie laserowe tworzyw sztucznych do wyrobu elementów konstrukcyjnych. Część II

: Opublikowano: 06 kwietnia 2011

Strona 3 z 3

Podsumowanie
Generalnie, wymagania materiałowe do spawania laserowego są podobne jak w przypadku innych technik spawania. Materiały muszą być termoplastyczne, ale nie termoutwardzalne. Ponieważ polimery z natury nie absorbują energii laserów podczerwieni, to aby umożliwić spawanie laserowe konieczne jest dodanie absorbera. Organiczne materiały absorpcyjne wymagają większej energii niż większość materiałów sadzowych. Uzależnione to jest od stężenia sadzy w porównaniu ze stężeniem absorbera organicznego w danej części. Niektóre tworzywa sztuczne są podatne na spalenie, z uwagi na rozkład wzbudzany laserowo. Jest to wynikiem osiągnięcia progowej gęstości energii, w jakiej tworzywo zmienia się z wysokoprzewodzącego w wysokoabsorpcyjne. Może to być problemem w przypadku poliwęglanów, polieteroimidu i polisulfonu. Konstrukcja złącza i części może mieć wpływ na wynik spawania. Powierzchnia na połączeniu oraz wszelkie powierzchnie wystawione na działanie lasera, takie jak np. powierzchnia podłoża przewodzącego, powinny być wolne od materiałów absorbujących promieniowanie laserowe, takich jak cząsteczki brudu i przypadkowe ślady tuszu. Preferowane są powierzchnie gładkie. Powierzchnie matowe mogą być spawane, ale nieregularność powierzchni może skutkować obniżoną trwałością spoiny. Powierzchnie spawane powinny być równoległe do siebie, aby zapewnić dokładną styczność.

Żywica	Spoina mocna	Spoina słaba
ABS	PBT, PC, PEI, PETG, PMMA, PVC, SAN, TPU	PS, PSU
Acetal	-	PETG
HDPE	-	LDPE, PMMA
LDPE	-	HDPE, PEEK, PET, PMMA, PS
Nylon 6-6	-	-
PBT	ABS, PC, PEI, PET, PETG, PS, PSU, PTC, SAN	TPU
PC	ABS, PBI, PET, PETG, PVC, SAN, TPU	PS, PSU
PEEK	PEI	LDPE, PETG, PMMA, PVC, SAN
PEI	ABS, PBT, PC, PEEK, PET, PETG, PMMA, PSU, PVC, TPU	PS
PET	PBT, PC, PEI, PETG	LDPE, PVC, SAN, TPU
PETG	ABS, PBT, PC, PEI, PET, PVC	Acetal, PEEK, PMMA, PS, PSU, SAN, TPU
PMMA	ABS, PC, PEI, PVC, SAN	HDPE, LDPE, PEEK, PETG, PS, TPU
PP	-	-
PPO	PS	-
PS	PEET, PPO	ABS, LDPE, PC, PEI, PETG, PSU, PVC, SAN
PSU	PBT, PEI	ABS, PC, PETG, PS, PVC
PVC	ABS, PBT, PC, PEI, PETG, PMMA	PEEK, PET, PS, PSU, TPU
SAN	ABS, PBT, PC, PMMA	PEEK, PEET, PETG, PS
TPU	ABS, PC, Pei	PBT, PET, PETG, PMMA, PSU, PVC

Gładkość powierzchni może wpływać na spawanie. Dopasowanie dwóch podkładów może być istotne w zależności od polimeru podkładowego oraz stopnia (wskaźnik szybkości płynięcia). Może on wpływać na siłę zamocowania, jaką należy zastosować na częściach i wymaga wyższej gęstości energii, aby spowodować stopienie większej ilości materiału. Może również wpływać na konfigurację używanego lasera. Spawanie symultaniczne i kwazi-symultaniczne może pokonać kilka problemów związanych z tolerancją.
W tabeli obok przedstawiono niektóre z bardziej popularnych tworzyw sztucznych, jakie można spawać laserowo. Tworzywa wymienione w pierwszej kolumnie mogą być spawane ze sobą. Dodatkowo niektóre z nich można spawać z innymi tworzywami. W kolumnie środkowej wskazano te tworzywa, w przypadku których można uzyskać stosunkowo mocną spoinę. W ostatniej kolumnie wskazano tworzywa,które stworzą spoinę, jednakże jej wytrzymałość, w przypadku materiałów wymienionych w tej kolumnie, będzie stosunkowo słaba.

William H. Cawley
GENTEX Corporation

tłumaczenie:
Marek Bernaciak
AMB Technic

Bibliografia
4. Kocheny, SA, Zybko, J, Three Approaches in Utilizing High Power Diode Laser to Join Thermoplastics, SPE ANTEC Proceedings, 2002,1: 1115-1119
5. Woosman, N, Cawley, W and Verespy, J, Achievable Weld Strengths using the Clearweld Process, Society of Plastic Engineers Topical Conference, 2004.