研究目的
利用集成于三维扫描仪中的高温计研究玻璃纤维增强塑料激光透射焊接过程中焊缝中断的识别问题。
研究成果
研究表明,在采用所述测量配置对PA6-GF30/PA6-GF30进行焊接时,即使存在微小故障区域、较窄焊缝宽度以及上连接件厚度达2.2毫米的情况下,也能清晰识别焊缝中断现象。对于1.2毫米板厚的焊接部件,5°C的温差足以作为监测标准;而对于2.2毫米板厚,由于检测到的热辐射较少,该标准需提高至10°C。
研究不足
塑料中纤维增强材料导致热辐射散射,使得可探测的热辐射减少,从而大幅增加了识别缝隙的难度。本研究仅针对玻璃纤维含量为30%(重量比)且焊缝宽度约1毫米的PA6-GF30材料。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用同轴耦合高温计的3D扫描仪对激光透射焊接过程进行在线监测。光学系统通过ZEMAX软件设计,综合考虑了光学元件的光谱特性。
2:样品选择与数据来源:
使用带有不同深度缺口(用于在接合区形成间隙)的注塑PA6-GF30样品。上连接件采用两种不同板材厚度。
3:实验设备与材料清单:
配备InGaAs探测器的宽带高温计、3D扫描仪及PA6-GF30样品。
4:实验流程与操作步骤:
在加热和冷却阶段,激光束沿焊接轨迹移动,全程测量热辐射信号。重复该流程直至达到预设路径标准。
5:数据分析方法:
通过分析温度信号识别焊缝中断位置,并利用实时测量系统将温度信号位置对应至试样具体坐标。
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