[发明专利]激光焊接体及其制造方法

说明书

本发明提供一种激光焊接体，其能够在不经过复杂步骤的情况下被制造、且保持树脂构件中所含树脂的特性，即使在用激光束以高速扫描时也呈现出高焊接强度，并且能够以高生产效率制造。激光焊接体(10)包括第一树脂构件(1)和第二树脂构件(2)，上述第一树脂构件(1)是激光照射的对象，包含热塑性树脂和苯胺黑硫酸盐、并且具有0.09～0.9的吸光度a₁，上述第二树脂构件(2)包含与上述热塑性树脂相同或不同种类的热塑性树脂和激光束吸收剂、并具有3.0～15的吸光度a₂，其中上述第一树脂构件(1)和上述第二树脂构件(2)在两个树脂构件叠合和/或对接的部位处被激光焊接。

技术领域

本发明涉及一种具有特定吸光度的树脂构件彼此通过激光焊接而形成为一体的激光焊接体。

背景技术

轻质热塑性树脂产品可代替金属用作交通工具领域中的汽车和铁路等车辆的部件，以及用作电子和电气设备领域的结构部件。作为热塑性树脂构件之间的接合方法，已知有激光焊接法。

以往的激光焊接法如图7所示地实施。将具有激光束透射性的激光透射性树脂构件11用于一个构件。将具有激光束吸收性的激光吸收性树脂构件12用于另一个构件。通过将这两个树脂构件叠合并接触，形成触接部位N。从激光透射性树脂构件11的一侧朝着激光吸收性树脂构件12向上述触接部位N照射激光束L。透过上述激光透射性树脂构件11的激光束L被上述激光吸收性树脂构件12吸收，然后在此引起放热。放热集中在其激光吸收部位处而使激光吸收性树脂构件12熔化，然后使激光透射性树脂构件11熔化，从而将两个树脂构件熔合。冷却后，上述激光透射性树脂构件11和上述激光吸收性树脂构件12在触接部位N处焊合。制成了以往的激光焊接体13。

激光焊接法具有以下优点：只要用激光束局部地照射待接合区域，就能进行树脂构件的焊接；由于放热局部地产生，所以对除焊接部位以外的周边的热影响很小；无机械振动产生；可以进行精细部件或具有三维复杂结构的树脂构件的焊接；再现性优良；可保持高气密性；接合强度高；焊接部位的边界线不明显；无灰尘生成。

根据上述焊接法，可以通过将树脂构件牢固地焊合来将它们严密地焊接在一起。还可实现与用于接合树脂构件的现有方法相当或更高的接合强度。用于接合树脂构件的现有方法的实例是使用夹具(螺栓、螺钉、夹子等)的夹持、使用粘合剂材料的粘接、振动焊接、超声波焊接等。根据激光焊接法，该法几乎没有振动且将热影响抑制到最小，所以还能实现劳力节省、生产性提高、生产成本降低等。因此，在例如汽车工业、电气工业或电子工业中，激光焊接法适于接合应当避免其振动或热影响的功能部件或电子部件。激光焊接法还能适用于接合具有复杂形状的树脂构件。

作为与激光焊接法相关的技术，专利文献1中公开了一种激光焊接方法。在该方法中，为了焊接两个树脂构件，将添加有吸收激光束的炭黑的激光吸收性树脂构件与激光透射性树脂构件叠合，然后从上述激光透射性树脂构件一侧向其照射激光束。在该情况下。上述激光透射性树脂构件是必需的。上述激光透射性树脂构件和上述激光吸收性树脂构件的焊接仅取决于激光吸收性树脂构件的产热并熔化，因为激光透射性树脂构件并不通过激光束照射而放热熔化。因此，由于以下原因树脂构件无法焊接到优异的焊接强度(拉伸强度)：放热量相对于照射的激光束的能量很小；热效率低；并且激光透射性树脂构件中的熔化区域窄。而且，为了达到优异的焊接强度，使用具有高输出功率的激光束照射树脂构件时，由于激光吸收性树脂构件过度放热而会在焊接部位处产生焦痕和孔洞。因此，焊接强度反而更低。

专利文献2公开了另一种激光焊接方法。在该方法中：将接合凸缘部对接，该接合凸缘部预先形成为分别用于焊接激光透射性树脂构件和激光吸收性树脂构件的接合翼；从激光透射性树脂构件的接合凸缘部的一侧照射激光束，以将两个树脂构件暂时焊接；然后，用激光束照射上述接合凸缘部来进行正式焊接，以将两个树脂构件形成一体。在该方法中，与专利文献1中公开的激光焊接方法相同，激光透射性树脂构件也是必需的。