CN105817763A - 塑料光纤激光焊接工艺及其应用 - Google Patents

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金小平
陆武立
张生富
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Changzhou Huacheng Futao Photoelectric Science & Technology Co Ltd
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    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20—Bonding
    • B23K26/21—Bonding by welding
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23K26/32—Bonding taking account of the properties of the material involved
    • B23K26/324—Bonding taking account of the properties of the material involved involving non-metallic parts

Abstract

本发明提供了一种塑料光纤激光焊接工艺，其特征在于，采用半导体激光焊接工艺将塑料套圈焊接到塑料光纤内层护套上。激光焊接能生成精密、牢固和密封的焊缝，而且树脂降解少，产生的碎屑少，由于激光的非接触特性，不会产生污染，激光焊接比其它连接方式所产生的振动应力和热应力小，能有效减缓光纤内部老化速度。

Description

塑料光纤激光焊接工艺及其应用
技术领域
本发明涉及车用线束生产技术，尤其是一种塑料光纤激光焊接工艺及其应用。
背景技术
车用塑料光纤批量生产中需要将塑料套圈焊接在塑料光纤内层护套上，再装配到连接器中。传统的热塑性塑料的连接方法有许多弊病：采用螺丝、卡环等机械来连接，强度不易达到要求且不能对连接表面质量有所要求；粘结剂粘结方法，需要经过表面打毛、涂胶、粘结、固化、电烙铁烫平、修整等工序，全部采用手工操作，劳动强度大，工序多，生产效率低，质量难以保证，而且粘结剂的挥发成分污染环境，影响操作人员的身体健康。
发明内容
为了克服现有技术中的不足，本发明提供了一种塑料光纤激光焊接工艺，避免了传统热塑性塑料连接的问题。
本发明的技术解决方案如下：
1）将塑料套圈安装于待焊接的塑料光纤一端的塑料光纤线芯外的内层护套上；
2）半导体激光器发出近红外线激光NIR穿过塑料套圈；
3）激光被塑料光纤的内层护套吸收；
4）内层护套将光能转化为热能，将内层护套接触面熔化；
5）热能同时传导到透射近红外线激光的塑料套圈内表面，形成熔化区，熔化区域产生分子间混合；
6）在快速冷却过程中在焊接面处形成焊接缝。
可选择地，上述的近红外线激光的波长为810-1064nm。
优选地，所述的近红外线激光的波长为940nm。
上述的塑料光纤内层护套的材质为含有炭黑的PA12塑料，塑料套圈的材质为透明的PA12塑料。
可选择地，上述的塑料光纤激光焊接工艺的技术参数如下：
能量密度ED=0.351-0.376J/mm2，焊接功率P=20-60W，光束传输方式为光纤，焊接速度为5-40mm/s。
优选地，上述技术参数如下：
能量密度ED=0.364J/mm2，焊接功率P=40W，光束传输方式为光纤，焊接速度为40mm/s。
本发明采用半导体激光焊接工艺将塑料套圈焊接到塑料光纤内层护套上。激光焊接能生成精密、牢固和密封的焊缝，而且树脂降解少，产生的碎屑少，由于激光的非接触特性，不会产生污染。另外一个优点是激光焊接比其它连接方式所产生的振动应力和热应力小，能有效减缓光纤内部老化速度。
本发明应用于车用线束的生产。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
图1是本发明结构原理示意图。
图2是本发明工艺焊接好的塑料光纤示意图。
图中：1、塑料光纤线芯；2、内层护套；3、塑料套圈；4、近红外线激光；5、焊接面；6、塑料光纤。
具体实施方式
实施例1
如图1和2所示，本发明所述的塑料光纤激光焊接工艺为：
1、将塑料套圈（3）安装于待焊接的塑料光纤（6）一端的塑料光纤线芯（1）外的内层护套（2）上；
2、半导体激光器发出近红外线激光（4）穿过塑料套圈（3）；
3、激光（4）被塑料光纤（6）的内层护套（2）吸收；
4、内层护套（2）将光能转化为热能，将内层护套（2）接触面熔化；
5、热能同时传导到透射近红外线激光的塑料套圈（3）内表面，形成熔化区，熔化区域产生分子间混合；
6、在快速冷却过程中在焊接面（5）处形成焊接缝。
实施例2
如图1和2所示，本发明所用的近红外线激光（4）的波长940nm。
本发明所述的激光焊接工艺的技术参数为：能量密度ED=0.364J/mm2，焊接功率P=40W，功率为40W，光束传输方式为光纤，焊接速度为40mm/s。
上述的塑料光纤内层护套（2）的材质为含有炭黑的PA12塑料，塑料套圈（3）的材质为透明的PA12塑料。
本工艺采用半导体激光焊接工艺将塑料套圈焊接到塑料光纤内层护套上。激光焊接能生成精密、牢固和密封的焊缝，而且树脂降解少，产生的碎屑少，由于激光的非接触特性，不会产生污染，另外一个优点是激光焊接比其它连接方式所产生的振动应力和热应力小，能有效减缓光纤内部老化速度。
实施例3
如图1和2所示，本发明所用的近红外线激光（4）的波长810nm。
本发明所述的激光焊接工艺的技术参数为：能量密度ED=0.351J/mm2，焊接功率P=20W，光束传输方式为光纤，焊接速度为5mm/s。
实施例4
如图1和2所示，本发明所用的近红外线激光（4）的波长1064nm。
本发明所述的激光焊接工艺的技术参数为：能量密度ED=0.376J/mm2，焊接功率P=60W，光束传输方式为光纤，焊接速度为40mm/s。

Claims (7)

1.一种塑料光纤激光焊接工艺，其特征在于，具体如下：
1）将塑料套圈安装于待焊接的塑料光纤一端的塑料光纤线芯外的内层护套上；
2）半导体激光器发出近红外线激光NIR穿过塑料套圈；
3）激光被塑料光纤的内层护套吸收；
4）内层护套将光能转化为热能，将内层护套接触面熔化；
5）热能同时传导到透射近红外线激光的塑料套圈内表面，形成熔化区，熔化区域产生分子间混合；
6）在快速冷却过程中在焊接面处形成焊接缝。
2.如权利要求1所述的塑料光纤激光焊接工艺，其特征在于，所述的近红外线激光NIR的波长为810-1064nm。
3.如权利要求1或2所述的塑料光纤激光焊接工艺，其特征在于，所述的近红外线激光NIR的波长为940nm。
4.如权利要求1所述的塑料光纤激光焊接工艺，其特征在于，所述的激光焊接工艺的技术参数为：能量密度ED=0.351-0.376J/mm2；焊接功率P=20-60W；光束传输方式为光纤；焊接速度为5-40mm/s。
5.如权利要求4所述的塑料光纤激光焊接工艺，其特征在于，所述的激光焊接工艺的技术参数为：能量密度ED=0.364J/mm2；焊接功率P=40W；光束传输方式为光纤；焊接速度为40mm/s。
6.如权利要求1所述的塑料光纤激光焊接工艺，其特征在于，所述的塑料光纤内层护套的材质为含有炭黑的PA12塑料，塑料套圈的材质为透明的PA12塑料。
7.如权利要求1～6任一项所述的塑料光纤激光焊接工艺在车用线束生产中的应用。
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