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激光透射焊接及石墨烯薄膜表面改性在柔性超级电容器中的应用
摘要： 当石墨烯薄膜涂覆在柔性聚合物基底上时，弱粘附力会导致薄膜在机械弯曲时发生分层。此外，随着每层石墨烯重新堆叠，其作为超级电容器电极的性能会受到限制。本研究展示了通过简便的激光焊接和表面改性工艺来克服这些限制。首先，将连续波激光束作用于涂覆石墨烯与底层透明聚碳酸酯基底的界面。该焊接工艺显著提高了它们的粘附性并实现了优异的机械弯曲性能。其次，在环境条件下通过纳秒脉冲激光照射石墨烯薄膜表面实现表面改性。使用这些表面改性的石墨烯电极和PVA-H3PO4电解质制备了三明治型超级电容器。研究了激光能量密度对超级电容器性能的影响。在最佳激光功率下，实现了4.7 mF/cm2的面电容。
关键词： 激光透射焊接、石墨烯、柔性器件、超级电容器、脉冲激光
更新于2025-11-25 10:30:42
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通过激光透射焊接制备双层PMMA与6061-T6铝合金层压板：性能预测与优化
摘要： 激光透射焊接可有效用于层压件的制造。本研究尝试通过激光透射焊接工艺制备由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和6061-T6铝合金组成的聚合物层压结构。通过一系列激光焊接实验分析了激光功率、焊接速度、焦点位置和轴向压力对搭接剪切力和焊缝宽度的影响。采用包含回归分析、方差分析和满意度函数法的响应面法对工艺数据进行分析。结果表明，焦点位置对搭接剪切力和焊缝宽度的影响最为显著。研究还根据两种不同标准进行优化以实现预期焊接性能。该方法获得的优化结果与验证实验测量结果高度吻合。
关键词： 响应面法、聚合物-金属搭接接头、优化、激光透射焊接
更新于2025-09-19 17:13:59
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碳纤维填充聚四氟乙烯的激光焊接
摘要： 本文描述了一种使用铥激光焊接聚四氟乙烯（PTFE）这种非熔融加工热塑性塑料的方法。实验采用了不同的激光功率和速度参数组合，各组获得的平均搭接剪切强度介于0.081 N/mm2至0.297 N/mm2之间。研究发现无论采用何种焊接速度，12 W的激光功率均为最佳参数。通过显微计算机断层扫描（μ-CT）和光学显微镜观察显示，焊接区域存在隧道状缺陷结构。鉴于PTFE具有非熔融加工特性，研究进行了物理化学表征以分析降解产物的形成情况：差示扫描量热法（DSC）表明焊接后焊缝区域的PTFE分子量降低；采用六氟异丙醇（HFIP）作为溶剂的衰减全反射红外光谱（ATR-IR）和核磁共振波谱（NMR）均未检测到新化合物的特征峰。
关键词： 激光透射焊接，聚四氟乙烯（PTFE），物理化学表征，降解
更新于2025-09-19 17:13:59
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通过调整波长提高激光焊接非晶态热塑性塑料的抗应力开裂性能
摘要： 激光透射焊接广泛应用于热塑性塑料部件间高强度、气密且光学美观的接合。聚碳酸酯和聚甲基丙烯酸甲酯等非晶态聚合物具有优异的光学性能，使其特别适合这种连接工艺，在汽车工业的照明和装饰应用中尤为突出。然而加工过程中快速且不均匀的温度变化会导致残余应力，可能降低焊缝强度并因环境应力开裂引发部件失效。本研究发现，与波长约1微米的传统激光透射焊接相比，采用2微米激光辐射可降低应力开裂敏感性。
关键词： 非晶态聚合物、残余应力、环境应力开裂、激光透射焊接
更新于2025-09-16 10:30:52
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用于聚合物和半导体激光透射连接过程的光学相干断层扫描技术
摘要： 激光透射焊接技术已成为连接透明与半透明材料的广泛应用技术。为满足更高产能和更低废品率的需求，亟需替代传统机器视觉或温度测量的方法。光学相干断层扫描技术（OCT）能对透射焊接焊缝及焊点进行定性评估，甚至实现三维检测。用于OCT的傅里叶域模式锁定激光器（FDML）凭借高扫描速率实现高效检测。本文展示了OCT用于聚合物及纤维增强塑料激光透射焊接定性评估的初步成果，以及该技术在硅芯片键合工艺中的初步应用方案。
关键词： 光学相干断层扫描、激光透射焊接、质量控制
更新于2025-09-12 10:27:22
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聚合物的激光透射焊接——针对强散射材料的辐照策略
摘要： 在热塑性塑料的激光透射焊接中，透明部件的光学特性对焊缝质量具有重要影响。特别是散射现象（例如由晶体结构或添加剂引起）会显著改变连接区域的辐射强度分布。由于散射过程对波长高度敏感，正确选择激光波长甚至能使具有挑战性的材料实现激光透射焊接。研究表明，评估散射材料可焊性所需的关键光学材料参数可直接通过近红外光谱技术获取。
关键词： 热塑性塑料、光谱学、光学性能、激光透射焊接、散射
更新于2025-09-12 10:27:22
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热塑性紧固件的激光透射焊接：基于扫描工艺中温度分布的影响
摘要： 针对采用传统紧固件（如铆钉）连接纤维增强塑料（FRP）时面临的挑战，本研究提出采用激光透射焊接（LTW）技术连接热塑性紧固件的新方法。为实现高质量连接，需重点控制紧固件与基材激光焊接过程中的温度分布，以防止聚合物降解并确保熔池均匀性。为此，本研究采用光纤激光器与扫描光学系统，探究不同扫描策略及参数（扫描路径、速度及重复次数）对温度场的影响规律。结果表明：对于热塑性紧固件的应用而言，不仅需要均匀的温度分布，扫描路径的选择对实现高质量连接尤为重要。
关键词： 温度分布、激光透射焊接、扫描过程、紧固件
更新于2025-09-12 10:27:22
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采用红外半导体激光器对聚甲基丙烯酸甲酯进行激光透射焊接，并结合田口方法和灰色关联分析
摘要： 激光透射焊接通过在待连接的两块聚合物界面处采用局部加热和非接触技术实现。焊接质量对焊接速度、厚度以及焊缝线宽和深度极为敏感。本研究展示了聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）透明斜板的激光透射焊接。采用波长808 nm、输出功率2 W、光束直径2 mm的半导体激光器。将三种不同尺寸（40×60 mm）和厚度（2.6、3.7、4.3 mm）的透明板紧密固定在深色斜板上。对制备样品施加三种不同焊接速度（44、113、150 mm/min）。结果表明焊缝线宽和深度与焊接速度成反比，而透明板厚度影响较小。针对三种不同厚度在不同速度下进行了九组实验。运用田口方法和灰色关联分析确定这九组实验中焊接速度、宽度、深度及厚度的最优值。结果与田口方法和灰色关联分析具有良好的一致性。
关键词： 聚合物、田口方法、灰色关联分析、半导体激光器、激光透射焊接
更新于2025-09-12 10:27:22
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热塑性塑料准同步激光透射焊接的三维有限元热传递模拟
摘要： 热塑性塑料的激光透射焊接是一种非接触式焊接工艺，可生产出美观且质量上乘的接合部位，同时产生较低的热应力和机械应力。本研究建立了一个三维传热模型，用于模拟热塑性塑料激光透射焊接的准同步变体工艺。通过热分析获取这种多道次焊接过程中的温度历史数据，采用ANSYS?有限元软件计算瞬态温度场，并通过ANSYS?参数化设计语言（APDL）中的子程序实现激光束的多道次移动。研究考察了激光功率、焊接速度、焊接道次数以及线能量等工艺变量对焊接过程中温度场的影响。所预测的温度分布、熔池形态及时间-温度历史结果，有助于优化准同步激光透射焊接工艺的参数设置。
关键词： 热分析、激光透射焊接、热塑性塑料、准同步焊接、有限元模型
更新于2025-09-12 10:27:22