激光透射焊接技術(shù)憑借其高焊接質(zhì)量、高加工效率、清潔焊縫形貌、較小熱應(yīng)力等優(yōu)點(diǎn),被許多領(lǐng)域所廣泛應(yīng)用。根據(jù)不同工業(yè)應(yīng)用情況要求,對(duì)于可選擇的聚合物種類需要進(jìn)一步的擴(kuò)展。同時(shí),在激光透射焊接中所必須的吸收劑在實(shí)際生產(chǎn)中能夠達(dá)到要求卻難以大規(guī)模應(yīng)用,因此需要深入探索。本文以耐高溫聚合物聚芳砜（PASF）為研究對(duì)象,提出在吸收層聚芳砜表面開(kāi)槽并填充鋅粉吸收劑的焊接方法,探究鋅粉吸收劑對(duì)激光透射焊接聚芳砜焊接質(zhì)量的影響規(guī)律;通過(guò)對(duì)照焊接實(shí)驗(yàn),分析選用鋅粉吸收劑時(shí)焊接質(zhì)量變化規(guī)律和焊接接頭連接機(jī)理;建立不同焊接工藝參數(shù)與焊接強(qiáng)度及焊縫寬度之間的數(shù)學(xué)分析模型,并針對(duì)不同優(yōu)化目標(biāo)進(jìn)行工藝參數(shù)的優(yōu)化;構(gòu)建基于鋅粉吸收劑的三維瞬態(tài)有限元模型,并進(jìn)行溫度場(chǎng)和流場(chǎng)的數(shù)值模擬。研究?jī)?nèi)容如下:首先,探究激光透射焊接過(guò)程中激光與聚合物的相互作用,以及激光能量在聚合物中轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮懿⑦M(jìn)行傳導(dǎo)的過(guò)程;建立無(wú)單獨(dú)吸收劑層情況下沿熔池深度方向的溫度預(yù)測(cè)模型,并進(jìn)一步擴(kuò)展為考慮存在鋅粉吸收劑情況的溫度預(yù)測(cè)模型;研究熔池內(nèi)金屬粉末顆粒與激光光束的相互作用過(guò)程,構(gòu)建快速熔化凝固模型。其次,選用鋅粉吸收劑和炭黑吸收劑兩種方法進(jìn)行對(duì)照... 

【文章來(lái)源】：蘇州大學(xué)江蘇省211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：119 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２激光透射焊接原理圖??Ｆｉｇ．?１．２?Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｌａｓｅｒ?ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ?ｗｅｌｄｉｎｇ??

第一章緒論?基于鋅粉吸收劑的激光透射焊接聚芳砜研宄??節(jié)能綠色的新型焊接技術(shù)廣泛應(yīng)用于軍工、汽車、電子封裝、醫(yī)療機(jī)械等不同領(lǐng)域，??如圖１．１所示。??⑴汽午琢燈?（２＞蝶形傳感器?（Ｍ氣動(dòng)閥門?（４）耳機(jī)聽(tīng)筒苯件?（５＞化妝品涂認(rèn)棒?…微流體擰制盒??圖１．１激光透射焊接的應(yīng)用領(lǐng)域??Ｆｉｇ．?１．１?Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ?ａｒｅａｓ?ｏｆ?ｌａｓｅｒ?ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ?ｗｅｌｄｉｎｇ??１．２激光透射焊接的基本原理??在激光透射焊接（ＬＴＷ，Ｌａｓｅｒ?Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ?Ｗｅｌｄｉｎｇ）中，入射激光光束穿過(guò)上層透??射層到達(dá)下層吸收層，通過(guò)在下層吸收層中添加吸收劑或在交界面設(shè)置吸收劑，從而??吸收激光能量轉(zhuǎn)換為熱能，并以熱傳導(dǎo)方式向交界面兩側(cè)傳遞擴(kuò)散，使得上下兩層的??聚合物達(dá)到自身玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，發(fā)生局部熔融流動(dòng)，在夾緊力和熱膨脹的共同作用??下上下兩層聚合物分子鏈相互纏繞并形成熔化連接，冷卻凝固后在焊接界面形成焊縫，??達(dá)到焊接效果ｔ２２Ｉ。激光透射焊接原理圖如圖１．２所示。??ｌ．ａＭ＇ｆ?ｈｅａｍ??１?丨ｒｔ＊ｓ?＊＊ｕ?ｒｅ?■?＊??ｊｎ??圖１．２激光透射焊接原理圖??Ｆｉｇ．?１．２?Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｌａｓｅｒ?ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ?ｗｅｌｄｉｎｇ??１．３激光透射焊接的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀??國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者對(duì)激光透射焊接技術(shù)已經(jīng)展開(kāi)了廣泛而深入的研宄，主要研宄領(lǐng)??域集中在焊接機(jī)理研宄、實(shí)驗(yàn)及工藝研究、數(shù)值模擬研究、吸收劑材料等方面。??２??

觀組織演化等等。本章主要分??析激光透射焊接聚合物過(guò)程中聚合物與激光之間的相互作用機(jī)制，闡明激光透射焊接??聚合物的過(guò)程框架，根據(jù)激光透射焊接聚合物不同情況構(gòu)建沿熔池深度方向的溫度預(yù)??測(cè)模型，同時(shí)探究熔池范圍內(nèi)金屬粉末顆粒和激光的相互作用。??２．１聚合物與激光的相互作用??激光透射焊接過(guò)程中激光光束首先需要透射過(guò)上層透射層聚合物，被中間層吸收??劑或下層吸收層聚合物所吸收，從而使得激光能量轉(zhuǎn)換為熱量，達(dá)到焊接的效果ｆ８８１。??因此，聚合物與激光的相互作用需要重點(diǎn)考慮。??如圖２．１所示，當(dāng)激光光束射向聚合物上表面時(shí)，部分入射光被反射，部分被吸??收，剩下部分透射過(guò)材料［８９：＞。由于本實(shí)驗(yàn)采用的聚合物聚芳砜是非結(jié)晶聚合物，激光??光束透過(guò)聚合物過(guò)程中不會(huì)發(fā)生散射現(xiàn)象。???＾。＿?｜?Ｐｐ??圖２．１光在聚合物內(nèi)部的傳輸示意圖??Ｆｉｇ．２．１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｌｉｇｈｔ?ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ?ｉｎ?ｐｏｌｙｍｅｒｓ??若假設(shè)入射到聚合物表面的激光總功率為八＞，其中＆部分被反射，＆部分被吸??收，其余的部分Ａ透射過(guò)了聚合物。因此，根據(jù)能量守恒定律［９Ｑｉ：??＋?（２．１）??或??Ｐａ／Ｐ〇＋Ｐ＾Ｐ〇＋Ｐｒ／Ｐ〇＝ｌ?（２．２）??式中：Ｐ？ＡＰ〇是聚合物的吸收率，Ｐｙ９／Ｐ（）是聚合物的反射率，Ｐｙ／Ｐ（）是聚合物的透射率。??１２??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[4]聚丙烯腈/聚芳砜酰胺共混阻燃纖維的研制[D]. 劉馨洋.東華大學(xué) 2016
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[6]POM在激光透射焊接中的熱降解行為研究[D]. 郭德暉.江蘇大學(xué) 2016
[7]新型含咔唑-三芳胺結(jié)構(gòu)聚芳砜材料的合成及性能研究[D]. 李玉磊.吉林大學(xué) 2015
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本文編號(hào)：3613217