[发明专利]一种氟塑料与铝合金的焊接方法

说明书

本发明涉及到激光焊接领域，可采用轮廓焊接、同步焊接等方式，可根据产品的形状和产能需要选择合适的焊接方式，激光波长为800～1070nm。铝合金底材先经过激光毛化处理，将氟塑料置于铝合金上层，铝合金置于隔热材料上方，在氟塑料的上面盖上玻璃片，在玻璃上施以一定的压力，压力0.2～0.8MPa，激光穿过玻璃及氟塑料，到达铝合金表面，铝合金吸收激光产生热量熔融氟塑料，在压力的作用下，熔体与粗糙的铝合金表面形成结合，完成焊接。本发明具有前处理工艺简单易行，焊接效率高，工艺成本低，产品热变形小，产品均匀等特点，克服了氟塑料与铝合金材料焊接难的问题。

技术领域

本发明涉及激光技术领域，更具体地说，它涉及一种氟塑料与铝合金的焊接方法方法。

背景技术

氟塑料具有不粘的特性，与其他材料的结合非常困难。目前氟塑料与铝合金材料的结合方法有一体注塑成型、粘接、机械固定、摩擦焊等。由于氟塑料熔点高，粘度大，对于大尺寸或者氟塑料壁薄产品，容易有熔接痕，铝合金与塑料之间附着力低，基本不粘；粘接的方法需要对氟塑料表面进行处理，通常使用钠萘处理，但钠萘的安全性低，容易起火爆炸，等离子处理效果不明显，而且需要引入粘结剂，粘结剂的耐高低温性能，耐化学腐蚀性能往往比氟塑料低，牺牲了氟塑料原有的优点，使用受限；采用螺栓等机械固定对于精密件不适用，采用摩擦焊接容易产生热应力，而且对于结构复杂的部件难以实现。采用激光焊接氟塑料与铝合金，存在氟塑料熔融温度高，对热量要求高，同时铝合金对激光反射大，吸收差，且导热快，无法充分给氟塑料提供热量导致焊接困难。

申请号为200710022940.0的专利《一种热塑性塑料的微焊接方法》中提到了使用激光完成透明热塑性塑料与深色热塑性塑料之间的焊接，但未涉及氟塑料与铝合金之间激光焊接的方法。

Grigor L.Georgiev等人在“Chemical bond formation during laser bondingof Teflon FEP and titanium”一文中提到氟塑料FEP与钛的激光焊接，钛对激光的吸收率为26％，是铝的5倍，但文中没有涉及FEP与铝的焊接。

田文文在《金属与塑料激光焊接技术的研究进展》一文中提到SUS304不锈钢与PA6、PET等的激光焊接，PA6和PET的熔点低于氟塑料，而且铝合金的导热速度远优于SUS304不锈钢，铝合金是高反材料，对激光有很高的反射率，对激光的吸收率只有不锈钢的六分之一，热量不易聚集使塑料熔融，铝合金更难实现与塑料的焊接，文中提到铝合金与PET的焊接不如不锈钢。

Wahba等人在“Laser direct joining of AZ91D thixomolded Mg alloy andamorphous polyethylene terephthalate.Journal of Materials ProcessingTechnology”一文中提到利用激光对金属表面进行处理，激光束熔化AZ91D试样，在靠近焊接表面的金属中生成一些孔隙，然后研磨以将这些预制的孔隙打开到表面，该方法与本发明处理方式不同，且较为比较复杂。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种氟塑料与铝合金的焊接方法，此方法克服了氟塑料与铝合金焊接困难的问题，具有操作简单的优点。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种氟塑料与铝合金的焊接方法，使激光透过玻璃与氟塑料到达氟塑料与铝合金的焊接处，铝合金吸收激光使焊接处温度升高，氟塑料表面融化，施加压力将氟塑料与铝合金焊接在一起。

作为本发明优选的实施方式，激光光源为半导体激光器或者YAG激光器，激光波长为800～1070nm，功率为20W～300W；更优选地，激光波长为900～1000nm，功率为60～150W。