Polimerlerin Lazer İle Kaynaklanlanmasında İşlem Parametrelerinin Deneysel Olarak Belirlenmesi

Abstract

Bu çalışmada, polimerlerin lazer ile kaynaklanmasındaki işlem parametreleri belirlenmiş ve bu parametrelerin kaynak dayanımına olan etkileri incelenmiştir. Deneysel çalışmalarda ana malzeme olarak HIPS ve GPPS, katkı malzemesi olarak karbon siyahı, mor renklendirici,Ti2O ve NIR yutucu, yutucu malzeme olarak Clearweld kullanılmıştır. Numuneler transmisyon lazer kaynak yöntemi kullanılarak kaynaklanmış ardından kaynak dayanımını belirlemek için çekme testine tabi tutulmuştur. Lazer gücü ve besleme parametreleri kullanılarak ve sıcaklık kontrol edilerek kaynaklama yapılmıştır. Lazer gücü ve besleme hızı parametreleri ile yapılan kaynaklama çalışmalarında uygun lazer gücü ve besleme hızı kombinasyonları belirlenmiş ve bu kombinasyonları içine alan çalışma alanları tanımlanmıştır.Polimerlerin lazerle kaynaklanmasının tek bir işlem parametresi ile yapılabileceği gösterilmiştir. Kaynak dayanımının kaynak bölgesine verilen enerji ile arttığı fakat belli değerden sonra azalmaya başladığı görülmüştür. Son olarak kaynaklama için gerekli olan birleştirme basıncının en küçük değeri belirlenmiştir.

In this study, process parameters in laser welding of polymers are determined and effects of the parameters on welding strength are searched. In experimental studies, HIPS and GPPS are used as base material, carbon black, purple colorant, Ti2O and NIR absorber are used as additive, Clearweld is used as absorbent substance. Samples are welded using transmission laser welding technique and then drawn using tensile test to obtain weld strength. Samples are welded by using laser power and feed rate parameters and also temperature controlled welding is done. In the studies that are done by using laser power and feed rate parameters optimum laser power and feed rate combinations are determined and the working areas that consist of the combinations are defined. It is shown that laser welding of plastics can be done whit a single process parameter. It is also seen that welding strength increases whit increasing linear energy until a critical value. When the optimum linear energy level is exceeded weld strength decreases dramatically. Finally, minimum contact pressure that is required for welding is determined.