بررسی  انواع جوشکاری پلاستیک:

پروسه های جوشکاری پلاستیک ها به لحاظ استفاده فراوان آنها در صنعت به سرعت در حالی توسعه می باشد. تجربه و آنالیز این پروسه ها اطلاعات وسیع و ارزشمندی را در اختیار دانشمندان و مهندسین ساخت قرار داده است. به هر صورت در دهه های اخیر تلاش­های گسترده ای برای بررسی روند جوشکاری پلاستیک ها انجام پذیرفته است اما واقعیت این است که با توجه به رفتار پیچیده پلاستیک ها و پارامتر های موثر فیزیکی در فرآیند جوشکاری آنها هنوز برخی حقیقت ها در این زمینه در پرده ابهام است.

در اینجا مروری بر تحقیقات صورت گرفته در مورد جوشکاری پلاستیک ها اجمالا خواهیم داشت. البته مرور حاضر لیست کاملی از فعالیت های انجام شده قبلی نمی باشد ولی تا حد ممکن عوامل و پارامتر های مختلف را به همراه دارد.

جوشکاری مقاومتی

جوشکاری مقاومتی پلاستیک ها با توجه به نارسانا بودن آنها بسیار پیچیده است از این رو تحقیقات انجام شده در این زمینه چندان متعدد نیست.

جرج و همکارانش  بر روس پروسه جوشکاری مقاومتی پلاستیک ها بررسی های متعددی را انجام داده اند در این بررسی ها بصورت تجربی به جوشکاری مقاومتی لایه های ترموپلاست استحکام یافته پرداخته شده است ایشان برای رسیدن به اهداف خود از یک مدل المان محدود سه بعدی استفاده کردند که بتواند انتقال حرارت و نیز تغییرات آن را نشان دهد. همچنین آنها مطالعات جامعی را بر روی پلاستیک های غیر مشابه انجام داده اند تا این مواد به لحاظ خواص شیمیایی و مکانیکی به یکدیگر نزدیک گردند که این امر موجب سهولت فرآیند جوشکاری و افزایش مقاومت کششی درز جوش می گردد.

از دیگر بررسی های آنها می توان به آنالیز اندازه گیری کاهش وزن قطعات ، بهینه سازی ساختار ملکولی ، زمانهای مطلوب جوشکاری و توان بهینه اشاره کرد

جوشکاری لیزر

با ورود اشعه لیزر به جهان صنعت تحولی شگرف در عرصه تولید بوجود آمد و مهمترین پروسه تولید یعنی جوشکاری را تحت الشعاع خود قرار داد. دانشمندان فراوانی در زمینه جوشکاری مواد پلاستیک به کمک اشعه لیزر به مطالعه و تحقیقی پرداخته اند که از آن جمله می توان به کاگان  اشاره کرد. وی بررسی های جامعی را در خصوص رفتار ترموپلاست ها در برابر اشعه لیزر انجام داده است و به آنالیز ویژگی های نوری برخی از ترموپلاست ها نظیر پلی آمید پرداخته است و در این میان از تکنولوژی لیزر انتقالی استفاده کرده است که این روش مستلزم آن است که دو قطعه جوشکاری شوند، از لحاظ خواصی اپتیکی متفاوت باشند بدین معنی که یکی از آنها ناقل اشعه لیزر و دیگری جاذب آن باشد.

این محقق در بررسی های خود به میزان نفوذ اشعه لیزر به درون ترموپلاست های رنگ شده و آمورف پرداخته است و پارامتر انتقال، اشعه و همچنین میزان جذب آن را توسط نمونه ها مورد مطالعه قرار داده است.

این نکته حائز اهمیت است که با افزایش درصد کلرانت ها و پرکننده ها خصوصیات اپتیکی و نوری ترموپلاست ها در برابر اشعه لیزی تغییرات محسوسی خواهد داشت که این امر بسیار قابل تأمل است.

و از طرفی نیز نوع اشعه لیزر به لحاظ طول موج در روند جوشکاری لیزر قطعات ترموپلاست تأثیر به سزایی خواهد داشت. لیزرهای Nd : YAG,CO2 هر کدام بدلیل اختلاف طول موج خواص متفاوتی را أحیاء می کنند که بررسی های بیشتری را می طلبد.

لیزرهای Nd : YAG,CO2

لیزرهای صنعتی فراروانی در پروسه تولید بکار گرفته شدند که مهمترین آنها لیزر CO 2 و لیزر Nd : YAG هستند پروسه جوشکاری لیزری توسط این دو نوع لیزر از طرف دانشمندان متعددی مورد بررسی قرار گرفته است که به اختصار به آنها خواهیم پرداخت.

پیرز و همکارانش  از پیشگامان مطالعات علمی در زمینه لیزر هستند آنها با آزمایشات متعددی به آنالیز روند جوشکاری پلاستیک ها پرداخته اند و حیطه کاری آنها کثیرا برروی ترموپلاست هایی نظیر پلی اتیلن و پلی پروپیلن است.. خواص اپتیکی این ترموپلاست ها مانند میزان انتقال ، جذب و انعکاس اشعه نسبت به ضخامت و رنگ نمونه ها را مورد بررسی قرار دادند. و پارامترهایی نظیر ضریب طول رقیق سازی این قطعات را محاسبه کردند. همچنین مطالعات جامعی را بر روی خال توان و سرعت اشعه لیزر و مقاومت، جوش انجام داده اند..

جونز و همکارانش  نیز با مطالعات تجربی بر روی پلی اتیلن حقایقی جدیدی را در صنعت جوشکاری لیزر آشکار ساختند . آنها با اعمال توان و سرعت مناسب و بهینه به حداکثر میزان مقاومت جوش دست یافتند.

لیزر دیود

یکی دیگر از پرمصرف ترین لیزرهای صنعتی لیزر دیود می باشد. این لیزر نسبت به لیزرهای Nd : YAG,CO2 از طول موج کمتری برخوردار می باشد و برای قطعات تازک تری کاربرد  فراوانی دارد و از لحاظ اقتصادی نیز مقرون به صرفه است.

برایدن و همکارانش در گروه ساخت دانشگاه وارویک تحقیقات وسیعی بر روی ترموپلاست ها در حیطه جوشکاری لیزر انجام داده اند. ایشان به کمک دیود لیزر میزان انتقال اشعه را در برخی ترموپلاست ها نظیر پلی پروپیلن و پلی کربنات بررسی کرده اند و همچنین تأثیر افزودنی ها و پر کننده را  بر خواص فیزیکی لیزر  مورد ارزیابی قرار داده اند و سرانجام با أعمال فاکتورها و عومل موثر میزان مقاومت درز جوش را در شرایط مختلف مقایسه کرده اند

هات و دیگر همکارانش  نیز در کشور آلمان با استفاده از لیزر دیود نتایج نسبتا کاملی در حیطه جوشکاری پلاستیک ها ارائه کرده اند آنها پارامتر هایی نظیر طول موج، جذب انتقال و عمق نفوذ اشعه لیزر را در ترموپلاست های نرمال و طبیعی، رنگی و آلیاژی تجزیه و تحلیل کرده اند همچنین در برخی موارد به بررسی تاثیر هندسه خال پرتو لیز پر مقاومت جوش پرداخته اند.