[實用新型]用于激光焊接塑料的透射率測試裝置

有效

• 申請號: 201220745455.2
• 申請日: 2012-12-28
• 公開（公告）號: CN203037579U
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 四庫;陳盛貴
• 申請（專利權）人: 東莞理工學院
• 主分類號: G01N21/59
• 分類號: G01N21/59
• 代理公司: 東莞市華南專利商標事務所有限公司 44215
• 代理人: 馬騰飛

技術領域

本實用新型涉及激光焊接技術領域，尤其涉及一種用于激光焊接塑料的透射率測試方法及裝置。

背景技術

激光焊接技術是借助激激光產生的熱量使塑料接觸面熔化，進而將熱塑性片材、薄膜或模塑零部件粘結在一起的技術。

選用紅外激光作為焊接熱源，一般以800nm~1100nm的波段的激光為主，這一波段的激光對于大部分可焊接的透明或有色熱熔塑料來說吸收率相比較低，激光穿過這些材料時能量損失很少，焊接時疊加在一起的上下兩層材料需要滿足一定的要求：上層材料為透射區，對于焊接所采用的激光應具有較高的透射率；而下層材料為熱作用區，需要對激光具有較高的吸收率。滿足以上的兩個條件就可以保證激光以較少的能量損耗透過上層材料到達下層材料的表面，由于下層材料具有較高的吸收率，激光在兩層材料的結合面處被吸收并產生熱量，使得該處的塑料熔化，在適當壓力作用下發生二次聚合，這樣冷卻后在上下兩層材料之間形成焊縫而使它們連接在一起。

塑料材料可以分為熱塑性塑料和熱固性塑料兩大類，對于熱塑性塑料來說，可以采用常規塑料焊接的方式來連接，所以理論上，所有熱塑性塑料都能夠被激光焊接。

由于采用的是激光透射焊接原理，所以對于需要焊接的熱熔塑料材料應滿足一定的透射率要求，一般來說，當上層透射區材料對近紅外線激光的透射率高，下層熱作用區材料透射率低或吸收率高，激光塑料焊接會獲得較好的效果。

激光焊接技術在汽車工業和電氣、電子工業中運用的較為廣泛，基于汽車工業和電氣、電子工業中對各種顏色的制品方面應用的需求，所以最近研究者們的研究方向集中在熱塑性塑料與一種含有機染料或顏料的著色劑的共混物的激光焊接技術，有些研究者則通過在線過程監測系統研究焊接縫的質量，經實驗結果表面：熱塑性塑料的光學性質對焊接縫質量有很大的影響。因此，在激光焊接領域中需要對影響各種塑料（自然或含染料或含填充劑）的可焊性的因素進行研究。

由于熱塑性塑料等聚合物的光學性能依賴于溫度，在塑料透射率測量過程中，材料加熱的作用難以量化，因此，將材料加熱可能會對透過率測試中真實值導致很大差異。

實際焊接的實驗表明，不是所有的透明塑料都適合用于激光焊接。因此，常規透射率測量方法提供塑料的可焊性信息不足，因為常規透射率測量方法中沒有任何塑料材料的熱特性信息或在聚合物表面的反射造成熱量損耗。此外，半結晶性塑料或填充聚合物的透射率測量比較困難的，因為那些材料在激光作用下發生光散射，限制了傳統透射率測量/限制了傳統方法測量熱塑性塑料的透射率。

實驗結果與實際的焊接表面：低透射率的塑料不適合用激光焊接。為了使激光塑料焊接會獲得較好的效果以及判斷塑料材料的透射率是否合格，急需一種測試方法和裝置來檢測出焊接材料的透射率。

發明內容

本實用新型的目的在于針對現有技術的不足提供用于激光焊接塑料的透射率測試裝置，本實用新型提供一種熱塑性塑料透射率測量裝置，在焊接前可以通過該測量方法進行了解塑料的透射率情況。

為實現上述目的，本實用新型的用于激光焊接塑料的透射率測試裝置，包括工作臺，所述工作臺兩端設置有激光器與紅外熱像儀，所述工作臺的中部設置有用于放置被測物的固定座，所述紅外熱像儀和固定座與工作臺固定連接，所述激光器與工作臺活動連接，所述紅外熱像儀與圖像采集卡連接，所述圖像采集卡與計算機連接。

作為優選，所述激光器包括底座，所述底座的底面設置有滑軌，所述工作臺的上表面設置有滑槽，所述滑軌與滑槽滑動配合。

作為優選，所述固定座開設有供被測物插入的開槽，所述固定座表面開設有連接孔，所述被測物開設有與連接孔相對應的通孔，被測物插入固定座內，被測物與固定座通過螺釘固定連接。

本實用新型的有益效果：首先運用紅外熱像儀拍攝激光的溫度圖像，再將激光溫度的圖像信號傳輸到圖像采集卡上，圖像采集卡把模擬信號轉換成數字信號，并存儲于圖像采集卡上的儲存單元，同時圖像采集卡將信號輸出到計算機內，并獲得激光的溫度To，再將被測物插入到固定座內，再運用紅外熱像儀拍攝被測物的溫度圖像，再將被測物溫度的圖像信號傳輸到圖像采集卡上，圖像采集卡把模擬信號轉換成數字信號，并存儲于圖像采集卡上的儲存單元，同時圖像采集卡將信號輸出到計算機內，并獲得被測物的溫度Tt，激光器可以在工作臺上面滑動，調整激光器與被測物之間的距離，有利于測得激光器與被測物之間最佳的位置，計算機得到兩個溫度后，開始計算被測物的透射率，運用公式T=Tt/To，算出熱塑性塑料的透射率，本實用新型提供一種熱塑性塑料透射率測量方法及裝置，在焊接前可以通過該測量方法進行了解塑料的透射率情況。

附圖說明