[發(fā)明專利]一種氟塑料與鋁合金的焊接方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211177111.0
• 申請(qǐng)日: 2022-09-26
• 公開（公告）號(hào): CN115534328A
• 公開（公告）日: 2022-12-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州國(guó)研密封技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): B29C65/16
• 分類號(hào): B29C65/16;B23K26/352
• 代理公司: 廣州立誠(chéng)聚凡專利代理事務(wù)所(普通合伙) 44905
• 代理人: 吳婧

本發(fā)明涉及到激光焊接領(lǐng)域，可采用輪廓焊接、同步焊接等方式，可根據(jù)產(chǎn)品的形狀和產(chǎn)能需要選擇合適的焊接方式，激光波長(zhǎng)為800～1070nm。鋁合金底材先經(jīng)過激光毛化處理，將氟塑料置于鋁合金上層，鋁合金置于隔熱材料上方，在氟塑料的上面蓋上玻璃片，在玻璃上施以一定的壓力，壓力0.2～0.8MPa，激光穿過玻璃及氟塑料，到達(dá)鋁合金表面，鋁合金吸收激光產(chǎn)生熱量熔融氟塑料，在壓力的作用下，熔體與粗糙的鋁合金表面形成結(jié)合，完成焊接。本發(fā)明具有前處理工藝簡(jiǎn)單易行，焊接效率高，工藝成本低，產(chǎn)品熱變形小，產(chǎn)品均勻等特點(diǎn)，克服了氟塑料與鋁合金材料焊接難的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，它涉及一種氟塑料與鋁合金的焊接方法方法。

背景技術(shù)

氟塑料具有不粘的特性，與其他材料的結(jié)合非常困難。目前氟塑料與鋁合金材料的結(jié)合方法有一體注塑成型、粘接、機(jī)械固定、摩擦焊等。由于氟塑料熔點(diǎn)高，粘度大，對(duì)于大尺寸或者氟塑料壁薄產(chǎn)品，容易有熔接痕，鋁合金與塑料之間附著力低，基本不粘；粘接的方法需要對(duì)氟塑料表面進(jìn)行處理，通常使用鈉萘處理，但鈉萘的安全性低，容易起火爆炸，等離子處理效果不明顯，而且需要引入粘結(jié)劑，粘結(jié)劑的耐高低溫性能，耐化學(xué)腐蝕性能往往比氟塑料低，犧牲了氟塑料原有的優(yōu)點(diǎn)，使用受限；采用螺栓等機(jī)械固定對(duì)于精密件不適用，采用摩擦焊接容易產(chǎn)生熱應(yīng)力，而且對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的部件難以實(shí)現(xiàn)。采用激光焊接氟塑料與鋁合金，存在氟塑料熔融溫度高，對(duì)熱量要求高，同時(shí)鋁合金對(duì)激光反射大，吸收差，且導(dǎo)熱快，無(wú)法充分給氟塑料提供熱量導(dǎo)致焊接困難。

申請(qǐng)?zhí)枮?00710022940.0的專利《一種熱塑性塑料的微焊接方法》中提到了使用激光完成透明熱塑性塑料與深色熱塑性塑料之間的焊接，但未涉及氟塑料與鋁合金之間激光焊接的方法。

Grigor L.Georgiev等人在“Chemical bond formation during laser bondingof Teflon FEP and titanium”一文中提到氟塑料FEP與鈦的激光焊接，鈦對(duì)激光的吸收率為26％，是鋁的5倍，但文中沒有涉及FEP與鋁的焊接。

田文文在《金屬與塑料激光焊接技術(shù)的研究進(jìn)展》一文中提到SUS304不銹鋼與PA6、PET等的激光焊接，PA6和PET的熔點(diǎn)低于氟塑料，而且鋁合金的導(dǎo)熱速度遠(yuǎn)優(yōu)于SUS304不銹鋼，鋁合金是高反材料，對(duì)激光有很高的反射率，對(duì)激光的吸收率只有不銹鋼的六分之一，熱量不易聚集使塑料熔融，鋁合金更難實(shí)現(xiàn)與塑料的焊接，文中提到鋁合金與PET的焊接不如不銹鋼。

Wahba等人在“Laser direct joining of AZ91D thixomolded Mg alloy andamorphous polyethylene terephthalate.Journal of Materials ProcessingTechnology”一文中提到利用激光對(duì)金屬表面進(jìn)行處理，激光束熔化AZ91D試樣，在靠近焊接表面的金屬中生成一些孔隙，然后研磨以將這些預(yù)制的孔隙打開到表面，該方法與本發(fā)明處理方式不同，且較為比較復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種氟塑料與鋁合金的焊接方法，此方法克服了氟塑料與鋁合金焊接困難的問題，具有操作簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種氟塑料與鋁合金的焊接方法，使激光透過玻璃與氟塑料到達(dá)氟塑料與鋁合金的焊接處，鋁合金吸收激光使焊接處溫度升高，氟塑料表面融化，施加壓力將氟塑料與鋁合金焊接在一起。

作為本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式，激光光源為半導(dǎo)體激光器或者YAG激光器，激光波長(zhǎng)為800～1070nm，功率為20W～300W；更優(yōu)選地，激光波長(zhǎng)為900～1000nm，功率為60～150W。