>>> Перейти на мобильный размер сайта >>>

Учебное пособие

Сварка пластмасс

Лазерная сварка пластмасс

Сварка лазерным излучением, в отличие от сварки световым и ИК-излучением, позволяет получать очень высокие степени концентрации энергии в зоне сварки. При этом сварка пластмасс может выполняться как в непрерывном, так и в импульсном режимах излучения. Более широкое применение находит непрерывный режим сварки.

Энергия фотонов может поглощаться веществом, что приводит к повышению температуры в облучаемой точке. На этом свойстве и основано применение лазеров для сварки и резки материалов (рис.6.8). Возможность сфокусировать луч лазера в узкий пучок специальными оптическими устройствами позволяет получить очень большую плотность энергии, достаточную, чтобы нагреть поверхность термопласта до температуры плавления практически мгновенно.

Рис.6.8. Схема сварки пленки лучом лазера: 1 – лазер; 2 – луч; 3 – отклоняющее зеркало; 4 – фокусирующая линза; 5 – прикатывающий ролик; 6 – транспортирующий ролик; 7 – свариваемые пленки

Выделение большого количества энергии на малой поверхности указывает на целесообразность применения лазеров для сварки тонких пленок на больших скоростях сварки. Например, пленки из полиэтилена низкой плотности толщиной 50-150 мкм сваривают СО₂-лазером со скоростью 3,3-4 м/с. Однако КПД процесса невысокий, так как пленка поглощает только 20-25% энергии лазера.

При сварке лазерным излучением используются газовые СО2-лазеры с длиной волны 10,6 мкм, рассчитанные на непрерывный режим работы и имеющие мощность 25 - 80 Вт, а также лазеры с импульсным режимом работы и средней мощностью 2 кВт.

В последние годы СО₂-лазер стали применять для резки термопластов и раскроя синтетических тканей, трикотажа, искусственных кож и т.п. При этом средняя скорость раскроя составляет 1 м/с и зависит от количества слоёв материала, его свойств и мощности луча.

Преимущества лазерной сварки и резки термопластов – высокая производительность и автоматизация процесса. Однако имеются и недостатки, сдерживающие практическое применение этого способа: высокая стоимость и сложность оборудования.