有关HDPE激光投射焊接工艺分析
HDPE激光透射焊接工艺的研究
HDPE激光透射焊接工艺的研究
刘会霞;张惠中;丁国民;王霄
【期刊名称】《材料工程》
【年(卷),期】2008(000)011
【摘要】利用正交试验方法,研究HDPE的激光透射焊接工艺参数对于焊接质量的影响.对焊接样品进行拉伸测试和切片实验,分析各焊接因素对剪切强度和焊缝宽度的影响.结果表明:各焊接因素对焊接强度的影响顺序为:焊接速度→激光器功率→冷却时间→光斑直径→激光器的频率→夹具的夹紧力,并发现激光能量密度过高会导致样品表面焦化形成黑色焊缝,焊缝不均匀则产生伪断裂现象.用极差法确定HDPE 最佳焊接工艺参数.
【总页数】6页(P13-18)
【作者】刘会霞;张惠中;丁国民;王霄
【作者单位】江苏大学,机械工程学院,江苏,镇江,212013;江苏大学,机械工程学院,江苏,镇江,212013;江苏大学,机械工程学院,江苏,镇江,212013;江苏大学,机械工程学院,江苏,镇江,212013
【正文语种】中文
【中图分类】TG156.99
【相关文献】
1.HDPE管道热熔焊接工艺研究 [J], 李琦;李志鹏
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5.有关HDPE激光投射焊接工艺分析 [J], 黄新字
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HDPE加工工艺
HDPE加工工艺PE可用很宽的不同加工法制造。
以乙烯为主要原料，丙烯、1-丁烯、己烯为共聚体，在催化剂的作用下，采用淤浆聚合或气相聚合工艺，所得到的聚合物经闪蒸、分离、干燥、造粒等工序，获得颗粒均匀的成品。
包括诸如片材挤塑、薄膜挤出、管材或型材挤塑，吹塑、注塑和滚塑。
▲挤塑：用于挤塑生产的品级一般具有小于1的熔体指数和中宽到宽的MWD。
在加工过程中，低的MI可获得适宜的熔体强度。
更宽MWD品级更适于挤塑，因为它们具有更高的生产速度，较低的模口压力而且熔体断裂趋势减少。
PE有许多挤塑用途，如电线、电缆、软管、管材和型材。
管材应用范围从用于天然气小截面黄管到48in直径用于工业和城市管道的厚壁黑管。
大直径中空壁管用作混凝土制成的雨水排水管和其它下水道管线的替代物增长迅速。
板材和热成型：许多大型野餐型冷藏箱的热成型衬里是由PE制成的，具有韧性、重量轻和耐用性。
其它片材和热成型产品包括挡泥板、槽罐衬里、盘盆防护罩、运输箱和罐。
一种大量的增长迅速的片材应用是地膜或池底村里，这是基于MDPE具有韧性、耐化学性和不渗透性。
▲吹塑：在美国销售的 HDPE1/3以上用于吹塑用途。
这些范围从装漂白剂、机油、洗涤剂、牛奶和蒸馏水的瓶子到大型冰箱、汽车燃料箱和筒罐。
吹塑品级的特性指标，如熔体强度、ES－CR和韧性，与用于片材和热成型应用级相似，故相似品级可以采用。
注射-吹塑通常用于制造更小的容器（小于16oz），用于包装药品、洗发液和化妆品。
这种加工过程的一个优点是生产瓶子自动去边角，不需象一般吹塑加工那样的后期修整步骤。
尽管有某些窄MWD品级用于改进表面光洁度，一般使用中宽到宽MWD品级。
▲注塑：HDPE有数不清的应用，范围从可重复使用的薄壁饮料杯到5－gsl罐，消费国内生产的HDPE的1/5。
注塑品级一般熔体指数5～10，有具有韧性较低流动性品级和具有可加工性的较高流动性品级。
用途包括日用品和食品薄壁包装物；有韧性、耐用的食品和涂料罐；高抗环境应力开裂应用，如小型发动机燃料箱和90－gal垃圾罐。
激光塑料焊接技术及其典型应用
激光塑料焊接技术及其典型应用一、激光塑料焊接技术简介激光塑料焊接技术是指利用激光束的高能量密度，使塑料表面局部区域熔化并形成熔池，然后通过控制激光束的移动速度和位置来实现塑料材料的连接。
该技术具有高精度、高效率、无污染等优点，被广泛应用于电子、汽车、医疗器械等领域。
二、激光塑料焊接技术的原理1. 激光束的特性：激光束具有单色性、相干性和聚焦性等特点，可以将能量集中在很小的区域内。
2. 塑料材料的特性：塑料材料具有低熔点和高吸收率等特点，可以通过吸收激光束产生热量并熔化。
3. 焊接过程：将激光束聚焦在连接处，产生高温区域使材料表面局部区域熔化并形成熔池，然后通过控制激光束的移动速度和位置来实现材料的连接。
三、激光塑料焊接技术的优点1. 高精度：激光束可以聚焦在很小的区域内，可以实现高精度的连接。
2. 高效率：激光塑料焊接技术可以快速完成连接，在生产中具有高效率的优势。
3. 无污染：激光塑料焊接技术不需要使用任何化学物质，不会产生污染。
4. 可靠性高：激光塑料焊接技术连接牢固，具有较高的可靠性。
四、激光塑料焊接技术的应用1. 电子行业：激光塑料焊接技术可以用于电子元件、电路板等部件的连接，具有高精度和可靠性。
2. 汽车行业：汽车零部件如仪表盘、车灯等采用激光塑料焊接技术连接，具有高效率和无污染等优点。
3. 医疗器械行业：医疗器械如注射器、输液器等采用激光塑料焊接技术连接，具有无菌、无毒和可靠性高等特点。
4. 家电行业：家电如洗衣机、冰箱等采用激光塑料焊接技术连接，具有高效率和可靠性高等特点。
五、激光塑料焊接技术的发展趋势1. 激光器的发展：激光器的功率和稳定性不断提高，可以实现更高效率和更高精度的连接。
2. 焊接材料的发展：新型焊接材料的研究和开发可以使激光塑料焊接技术应用范围更广。
3. 自动化程度的提高：随着自动化程度的提高，激光塑料焊接技术将更加普及和应用。
hdpe工艺技术分析
hdpe工艺技术分析HDPE（High Density Polyethylene）是一种高密度聚乙烯材料，具有优秀的抗冲击、耐化学腐蚀和防腐蚀等特性，被广泛应用于塑料制品的生产中。
下面将对HDPE的工艺技术进行分析。
首先，HDPE的制备工艺主要包括高压过氧化物法和用金属催化剂法。
其中，高压过氧化物法是指在高温高压的条件下，将乙烯和氧气作为原料，经过过氧化物催化剂催化反应生成HDPE。
这种制备工艺具有反应速度快、适应性广和产量高的优点，但需要高温高压的条件，设备投资和操作成本相对较高。
其次，HDPE的挤出成型技术是制备HDPE塑料制品的主要工艺。
挤出成型是将HDPE颗粒加热熔融后，通过挤出机的螺杆将熔融物料挤出成型。
这种工艺具有成型周期短、产品质量稳定和生产效率高等特点，适用于制造管材、板材、薄膜等各种形状的塑料制品。
此外，HDPE材料的塑胶注射成型技术也是常用的一种工艺。
注射成型是将HDPE颗粒熔融后，通过注射机将熔融物料注入模具中进行成型。
与挤出成型相比，注射成型产品的外观质量更好，精度更高，适用于生产高精度要求的塑料制品，如塑料零部件、塑料容器等。
最后，HDPE的热熔焊接工艺是制造HDPE管材和管件的关键工艺。
热熔焊接是通过热熔焊机将HDPE管材或管件加热至熔融状态，然后将熔融的两端压合在一起，使其冷却固化。
这种工艺具有焊接牢固、接口质量好、操作简单等优点，广泛应用于HDPE管道工程和管道维修。
综上所述，HDPE的工艺技术主要包括制备工艺、挤出成型、塑胶注射成型和热熔焊接工艺。
这些工艺技术的应用，使得HDPE在塑料制品领域具有广泛的应用前景。
随着科技的不断发展，相信HDPE的工艺技术将得到更加完善和创新，为塑料制品生产带来更多的便利和发展机遇。
Get格雅HDPE土工膜铺设工艺、焊接工艺、施工计划
HDPE土工膜铺设工艺、焊接工艺、施工方案HDPE土工膜铺设工艺、焊接工艺、施工方案HDPE土工膜铺设工艺、焊接工艺、施工方案及技术保证方案2021年11月21日hltgcl的博客HDPE土工膜铺设工艺、焊接工艺、施工方案及技术保证方案2021-11-21 15:38:38| 分类：施工方案| 标签：|字号大中小订阅HDPE土工膜铺设工艺、焊接工艺、施工方案及技术保证方案1、 HDPE土工膜铺设工艺、设计方案、技术保证1.1 HDPE土工膜铺设工艺1.1.1 HDPE土工膜铺设程序铺设机具等的检查HDPE土工膜的检查 HDPE土工膜的搬运 HDPE土工膜铺设基面验收 HDPE土工膜位置的校正1.1.2 铺膜机具的检查1.1.2.1 搬运车辆等假设用车辆搬运HDPE土工膜，该车辆之轮胎必须是充气轮胎，该车可能与HDPE土工膜接触的任何部位均不得带有可能刺伤HDPE土工膜之锋利物。
假设用人力搬运HDPE土工膜，那么所用索具必须采用天然或合成纤维绳带，不得使用可能刺伤划伤HDPE土工膜之索具。
1.1.2.2 HDPE土工膜放卷车或架，该车或架所用轮胎必须是充气轮胎，该车或架上可能与HDPE土工膜接触之任何部位均不得带有可能刺伤划伤HDPE土工膜之锋利物。
穿膜轴应旋转自如。
1.1.2.3 1.0m钢卷尺、50m钢卷尺、300㎜钢板尺、2000㎜钢板尺、多用刀、手钳、记号笔或涂改液笔等拈来可用。
备用足够的防风砂〔土〕袋。
1.1.3 HDPE土工膜的检查HDPE土工膜每一批应有制造商提供一份检测报告原件，每一包装上应有检验合格证一份，合格证上标有规格〔厚度、宽度〕、数量〔重量或长度或面积〕、生产日期、班次和检验员代号，检查时，对外包装百分之百进行检查，假设发现外包装完全破坏，那么应对该件称重并记录。
从每批中按包装数的1%抽测，测试标准依据招标文件规定，按国标进行出厂检验，按该标准验收规那么验收。
HDPE土工膜如有国家授权机构检测报告，不再做型式检验。
塑料激光焊接的工艺要求
塑料激光焊接的工艺要求1．激光的波长在金属材料的激光焊接工艺中，一般采纳YAG或者CO2激光作为光源，塑料焊接也不例外。
随着半导体材料工业的快速进展，半导体激光作为光源也渐渐得到了应用。
三者之中，由于易于获得较大功率，前两者在传统的材料加工工业中的使用较为普遍；而由于塑料激光焊接对光源功率大小要求不高，但对可控性和易操作性要求较高，因此半导体激光在塑料焊接中也很有用武之地。
CO2、Nd:YAG和半导体激光三种光源的波长、最大功率、最小聚焦直径等参数的典型值如下所列：1．CO2激光：波长较长，为10.6微米，属远红外波段，一般情况下塑料材料对这一波长的汲取情况好。
目前最大输出功率达50kW，转化效率约10％，最小聚焦直径约0.2～0.7mm。
焊接塑料时热作用区深度较深，适合于需要焊接较厚的塑料材料。
CO2激光不能用光纤传输，只能$X透镜反射镜构成的光学系统来构建刚性传输光路，从而影响激光头的操作性。
2．Nd:YAG激光：波长较短，为1.06微米，属近红外区波长，不易被塑料汲取。
最大输出功率6kW，转化效率为3％，最小聚焦直径0.1～0.5mm。
Nd:YAG激光的特点是聚焦区域小，可以便利地通过光纤传输来构建光路，可将激光头装到机器人手臂上，实现焊接过程的数控和精密自动化；另一方面可以较好地透过上层的待焊接材料，到达下层待焊接材料或者中心层而被汲取，从而实现焊接。
3．半导体激光：波长0.8～1.0微米，最大输出功率6kW，转化效率30％，最小聚焦直径0.5mm。
由于其输出输出功率较小，适用于焊接激光功率要求较低的场合,如小型塑料器件的精密焊接。
半导体激光能量转化效率高,易于实现激光器的小型化和便携化。
2．塑料材料能够被激光焊接的塑料均属于热塑性塑料。
理论上，全部热塑性塑料都能够被激光焊接。
塑料激光焊接技术对被焊接塑料的要求为：在热作用区内的材料，要求对激光光波的汲取性好；不属于热作用区部分的材料，则要求对光波的透过性好，尤其在对两件薄塑料件进行叠焊时更是如此。
hdpe膜挤压焊接
hdpe膜挤压焊接HDPE膜挤压焊接是一种常见的焊接方法，广泛应用于工业生产和建筑工程中。
本文将详细介绍HDPE膜挤压焊接的工艺原理、设备和应用领域等相关内容。
一、工艺原理HDPE膜挤压焊接是利用高密度聚乙烯（HDPE）膜材料的特性，在加热和压力的作用下，将两个HDPE膜材料通过热熔融合的方式进行连接。
具体的工艺步骤如下：1. 预热：将HDPE膜材料放置在预热设备中，使其达到适宜的焊接温度，一般为200℃左右。
2. 对齐：将需要焊接的两片HDPE膜材料对齐放置在焊接机的夹持装置中，确保两片膜材料的接缝线对齐。
3. 加热：启动焊接机，使其加热板均匀加热，使HDPE膜材料在加热板的作用下快速升温，达到熔化温度。
4. 压接：当HDPE膜材料达到熔化温度后，使用焊接机的压力系统将两片膜材料加压在一起，使其进行熔融连接。
5. 冷却：在一定的压力下，保持一段时间，使熔融的HDPE膜材料冷却固化，形成坚固的焊接接头。
6. 压力释放：待焊接接头冷却固化后，释放焊接机的压力，取出已完成焊接的HDPE膜材料。
二、设备介绍HDPE膜挤压焊接所需的设备主要有焊接机、预热设备和辅助工具等。
其中，焊接机是核心设备，包括加热板、压力系统和控制系统等组成。
预热设备用于将HDPE膜材料预热至焊接温度，确保焊接质量。
辅助工具如刮刀、刷子等用于清洁和处理膜材料的边缘，以便更好地进行焊接。
三、应用领域HDPE膜挤压焊接广泛应用于水利工程、环境工程、建筑工程和地质工程等领域。
具体应用包括：1. 防渗透工程：HDPE膜挤压焊接可用于水池、堤坝和隧道等工程的防渗透处理，确保工程的安全性和稳定性。
2. 蓄水池和污水处理站：HDPE膜挤压焊接可用于蓄水池和污水处理站的防渗透层焊接，有效防止水体渗漏和污染。
3. 污水渗漏检测修复：HDPE膜挤压焊接可用于对污水渗漏点的检测和修复，快速解决污水渗漏问题。
4. 垃圾填埋场：HDPE膜挤压焊接可用于垃圾填埋场的防渗透层焊接，防止废弃物渗漏对环境造成污染。
塑料激光焊接加工技术和原理【详解】
塑料激光焊接加工技术内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展.新技术为许多新产品的开发提供了现实操作性，如生物医药晶片大部分由塑料片组成。
塑料片上有很多μm限度的结构，在进行封装时就需要用到塑料激光精细焊接技术。
激光焊接工艺之所以具有吸引力，是因为只用很少的热量输入结构件，因此，只会产生可控的最小熔化量。
其结果是可获得很高的焊接强度，并且由于熔化物溢出或气化很少而获得无可挑剔的外观质量。
在很小的焊接面积上可以获得很高的强度，使得这种工艺在操作空间受到限制的条件下，比黏接工艺更优越。
在新材料、新设备和新技术层出不穷的时代，人们不仅要了解激光焊接的特性、优点和要求，还应认识到此领域的诸多创新和未来趋势，始终处于科技的最前沿。
激光焊接技术的基本原理及其特点塑料的激光焊接是和对材料要求的提高相关联的，这些新的要求通常很难完成。
所谓的激光透射焊接一方面要求激光辐射能穿透零件，另一方面要求零件有很强的吸收性能。
重要的是，在2个焊接件之间要避免产生裂缝。
在激光焊接过程中，吸收性的零件升温并且局部熔化，通过热传导将能量传递到透光的零件，在外部的压力下2个零件结合在一起。
所吸收的近红外线激光转化为热能，将两个部件的接触表面熔化，最终形成焊接区。
这种焊接方法能够形成超过原材料强度的焊接缝。
目前国内市场上普遍使用的塑料焊接技术主要有振动摩擦焊接、热板式塑料焊接及超声波焊接等，主要用于连接敏感性塑料制品(含有线路板)、具有复杂几何形状的塑料件以及有严格洁净要求的塑料制品(医药设备)等。
使用激光焊接熔接塑料部件，其优点有：焊接缝尺寸精密、不透气及不漏水；焊接牢固，可以得到高精度的焊接件。
在焊接过程中树脂降解少、产生碎屑少，不会出现飞边，部件表面能够精密连接；焊接设备不需要和被黏结的塑料零部件相接触，和其他熔接方法比较，大幅减少制品的振动应力和热应力；最小化热损坏和热变形，可以将不同组成或不同颜色的树脂黏结在一起；可焊接尺寸极小或外形结构复杂的零件，对有些复杂零件甚至可以进行“穿透焊接”；无振动技术能产生气密性的或者真空密封结构；能够将多种不同塑料焊接起来，而其他焊接方法有较大限制；设备自动化程度高，能方便用于复杂塑料零部件加工。
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有关HDPE激光投射焊接工艺分析
摘要：该文主要通过正交试验方法，对hdpe的激光投射焊接工艺参数对焊接质量所造成的影响进行研究。
通过对焊接的样品进行拉伸测试和切片试验，对各种焊接因素给焊缝的宽度和剪切的强度所造成的影响进行分析，进而保证焊接的质量。
关键词：hdpe 激光塑料焊接工艺焊缝
中图分类号：tg44 文献标识码：a 文章编号：1674-098x（2012）12（a）-00-01
1 激光渗透焊接技术的优点
激光透射焊接技术的主要优点有：第一，生成的焊缝密封、牢固而且精密；第二，控制方便，能进行自动化操作，适用性强；第三，除了焊接区域会受到热的影响之外，不会损坏焊接件的其余部分；第四，可以实现对多种材料的焊接；第五，焊接头看不见，外形美观，焊接的速度和质量都比较高；第六，制品的振动应力和热应力在很大程度上得到了降低；第七，焊接时不用接触，不会产生污染。
2 激光渗透焊接技术适用的主要领域
正是由于激光透射焊接技术有如此多的优点，适合的领域也非常广泛，主要使用的领域有：第一，可以用于医疗器械中，实现对某些特殊作用的医用塑料机械产品的焊接；第二，可以用于纺织品的焊接中；第三，可以用于实现电子器件产品封装的焊接；第四，可以用于汽车零部件的焊接等等。
3 激光透射焊接技术的原理
该种焊接技术也被成为近红外透射焊接，它的主要原理是红外激光束经过透镜和反射镜或者是光路系统，把激光器产生的能力聚集在需要焊接的地方。
要保证两个需要焊接的焊接件中有一个对激光束是透明的，另外一个是非透明的，也就是一个能对激光辐射的能量进行吸收，而另外一个当激光束穿透它时不能损失能量。
辐射穿过透明的焊接件，非透明的焊接件在接触面上对激光辐射的能量进行吸收，进而形成热作用区域，在该区域内由于热作用会将塑料融化掉，也就完成了焊接。
4 有关实验情况
在实验中，根据实验的需要采用了一台激光仪器，一共对六个影响因素进行了实验，这些因素分别是焊后的保压时间、激光器的频率、夹具的夹紧力、焊接速度、光斑直径以及激光器的功率。
使用正交法来进行试验。
5 分析试验结果
5.1 焊接因素对剪切强度的影响
根据实验的结果，可以将各个因素的影响确定出来，按照从小到大的顺序，这六个因素的影响顺序分别为夹具的夹紧力、激光器的频率、光斑直径、焊后的保压时间、激光器的功率、焊接速度。
因此在hdpe实验中对各个因素应该进行合理的选择。
然后依据正交试验分析结果和拉伸测试的结果，将最合理的焊接参数确定出来。
结果由拉伸测试结果和正交试验分析结果获得的最合理的焊接参数和相似，其中产生差异的是光斑直径，但是这个因素对焊接没有
太大的影响。
这样可以将最合理的焊接参数确定出来。
当激光的功率为75 w时，图1为焊接速度对拉伸强度所产生的影响，焊接速度为1 mm/s时，拉伸强度受到激光功率密度的影响如图2所示，结果在图中都有显示，不作分析。
图1 激光的功率为75 w时焊接速度对拉伸强度所产生的影响
图2 焊接速度为l mm/s时激光功率密度对拉伸强度的影响
当功率密度比较高时，在hdpe焊接样品的表面会有黑色的焊缝出现，造成这种现象的是因为激光功率的密度太大，高出了熔化材料需要的最大能量，导致材料被碳化了，因此有黑色的焊缝在焊接的表面出现。
想要避免这种现象的发生，可以通过增大光斑的直径或者是降低激光的功率。
在hdpe样品的拉伸测试中也有拉伸断裂的问题出现，导致这种问题是因为焊缝不均匀产生集中应力，所以在拉伸测试时有断裂出现。
5.2 焊接因素对焊接宽度的影响
从实验的结果可以得知，按照从小到大的顺序，各个因素度焊接宽度的影响为，激光器的频率、焊接速度、夹具的夹紧力、光斑直径、焊后保压时间、激光器的功率。
当焊后保压时间在35 s时，焊接的宽度受到激光功率大小的影响如图3所示。
图3 焊后保压时间在35 s时焊接的宽度受到激光功率大小的影响
从图3中可以看出，当激光功率不断增大时，焊接的宽度呈现出了先增大后减小的趋势，在最后趋于稳定。
出现这种现象的主要原
因是一开始当激光功率不断增大时，焊接处受到的热作用区域也随着增大，无疑焊缝就会增大，而激光功率增大到一定程度时，材料就会发生分解，导致焊接的宽度变小。
6 结语
经过分析可以得知各个焊接因素对焊接强度都有一定的影响，但影响也都是不一样的，按照从大到小的顺序为：焊接速度、激光器的功率、冷却时间、光斑直径、激光器的频率、夹具的夹紧力。
其中如果激光功率较高的话，在焊接样品的表面会有黑色的焊缝出现，可以通过将光斑的直径增大或者是将激光的功率降低来避免出现这种现象；激光频率器和焊接的速度这两个因素是相互制约和影响的，如果选择合适的激光功率，并保持较慢的速度而频率较高时形成的焊接良好；夹具的夹紧力这个因素影响是最小的，可以根据经验和需要进行选择；光斑的直径和焊缝的宽度之间是成正比的。
想要保证焊接的直来那个，就必须弄清楚各个因素对焊接的影响，进而确定出合理的焊接参数。
进而更好地为各个行业提供更为优质的服务。
参考文献
[1] 储晓猛，顾佩兰，杨建新.高密度聚乙烯塑料激光焊接工艺参量试验研究[j].激光技术，2010（1）.
[2] 汪岩峰，刘南生，林浩亮，等.基于结构光投影的焊接熔池图像获取与处理[j].焊接学报，2008（10）.。