【关键词】塑料；加工；激光；焊接
激光焊接技术是通过该运用激光束产生的热量熔化塑料接触面，最终把热塑性片材、薄膜和模塑零部件粘结在一起。塑料的激光焊接技术是在利用激光束与有机高分子物质的作用以此达到对塑料的焊接和处理等加工的目的。激光加工技术是一种包括光、机、电和材料等多门学科在内的综合技术。激光加工无需接触加工面便能进行焊接，不仅能完成各类形状复杂塑料的高精度焊接，不会存在刀具磨损和更换刀头等工序，速度快、噪声小，推广价值很大。将激光技术与计算机控制技术相结合，能更好的实现激光加工全自动化，其优势和应用价值相当大。
1.激光焊接技术的工作原理及其特点
塑料的激光焊接会在很大程度上与焊接材料相关。一般的激光焊接主要是通过激光透射焊接，一方面要求这个激光辐射能穿透零件，另一方面要求零件具有强列的吸收性能。在采用这种焊接技术的时候，要注意避免2个焊接件相互间的裂缝。在进行激光焊接时，吸收性的零件升温并且局部熔化，通过热传导将能量传递到透光的零件，通过外部的压力将2个零件紧密结合在一起。所吸收的近红外线激光转化为热能，将两个部件的接触表面熔化，最终形成焊接区。这种焊接方法能够形成超过原材料强度的焊接缝。
当前，我国市场上广泛运用的塑料焊接技术主要有振动摩擦焊接、热板式塑料焊接及超声波焊接等，主要是用在用于连接敏感性塑料制品、几何形状复杂的塑料件以及洁净度要求高的塑料制品上。
使用激光焊接技术来熔接塑料部件，具有很多其他传统方法不可比拟的优点：焊接缝尺寸精密、不透气及不漏水；激光焊接的接缝牢固且洁净，可以将很难连接的改性橡胶及玻纤填充的热塑性塑料进行焊接；能获得高精度的焊接件。在焊接的时候，树脂降解少，基本不会产生碎屑和飞边，部件表面能够精密连接；焊接设备不需要和被黏结的塑料零部件相接触，与其他熔接方法比较，大幅减少制品的振动应力和热应力；最小化热损坏和热变形，可以将不同组成或不同颜色的树脂黏结在一起；可焊接尺寸极小或外形结构复杂的零件，对有些复杂零件甚至可以进行“穿透焊接”；无振动技术能产生气密性的或者真空密封结构；能够将多种不同塑料焊接起来，而其他焊接方法有较大限制；设备自动化程度高，能方便用于复杂塑料零部件加工。非常适合运用在外形（甚至是三维）复杂塑料品的焊接上；能够焊接其他方法不易达到的区域。
因为激光焊接具有上述众多优点，因此尤其适合运用在对于清洁焊接方式要求高的焊接加工中，如可以运用在含线路板的塑料制品和医疗设备中。
2.塑料材料对激光焊接的适应性
激光焊接塑料材料必须对激光有吸收，否则就不能完成塑料的激光焊接。绝大多数本色的塑料和许多有色的半透明塑料都能采用激光焊接，例如聚苯乙烯（PS）、聚氯乙烯（PVC）和聚丙烯（PP）等材料。对于吸收率低的热塑性塑料，首先要选择合适的激光种类；二是在其中添加炭黑等激光增敏剂，能有效提高塑料对近红外激光的吸收率。通过对各种塑料材料对激光反射率和透过率的研究，可以解决激光焊接塑料的材料等问题。
激光焊接方式并不是适用于所有的材料，在以下材料中不适宜适用：高性能聚合物，如PPS，聚（PEEK）和LCP等材料中，因为这些材料对于近红外光的透射率很低，不适合适用激光焊接方式；如果两种材料中都有炭黑时，因为二者都为黑色，就不能焊接在一起。同时，两种对近红外线激光都透射的材料（通常是透明的或者白色的），因为会很少的吸收近红外光，不能使用激光焊接。而在很多工业塑料上，这些产品都要求透明。由于许多矿物填充的化合物能够吸收近红外线激光，所以通常不适合用激光焊接。高填充的玻纤增强物能够改变近红外线激光的透射率，降低焊接效率。不过原料供应商的配方中的玻纤含量通常不会超过这个限度。
3.激光焊接技术的运用
激光焊接技术起源于20世纪70年代，但是它的造价比较高，不能与更早的振动焊接技术、热板焊接技术相竞争。但是，在20世纪90年代中期，激光焊接技术所需要的设备费用大大降低，这种技术慢慢的真正走进工业应用当中，并被人们所认可。
塑料的激光焊接技术主要用于普通焊接技术难以适应的塑料制品（如高密度线路板）、形状复杂的塑料件以及有严格洁净要求的塑料制品（如医药设备、电子传感器等）等。激光便于计算机控制，采用光纤激光器输出激光束可使激光灵活地达到零件各个微小部位，能够焊接其他焊接方法不易达到的区域。传统焊接技术无法焊接的异型塑料也有机会加以良好焊接，如用激光可将能透过近红外激光的聚碳酸脂（PC）和30%玻纤增强的黑色聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）焊接在一起，而其他的焊接方法根本不可能将2种在结构、软化点和增强材料等方面如此不同的聚合物连接起来。
激光焊接技术被广泛运用在被黏接的非常精密的塑料零部件材料（如电子元件）或要求无菌环境（如医疗器械和食品包装）中。激光焊接技术速度快，特别适用于汽车塑料零部件的流水线加工。另外，可以将激光焊接技术运用在那些很难使用其它焊接方法黏接的复杂的几何体中。目前国内使用的塑料焊接技术主要有热熔焊接、高频焊接、振动摩擦焊接及超声波焊接等。塑料的激光焊接技术在欧美发达国家已经得到了一定程度的应用。我国这方面的技术尚在起步阶段。
近年来，激光二极管广泛用于焊接及塑料的连接。激光焊接已用于制造汽车传感器、调速控制箱及薄壁医用管的精细焊接。激光焊接要求所焊接的2种塑料对同一波长的光有不同的反应，其中一种材料对激光必须具有穿透力，而另一种必须可被激光吸收，激光从上方接合处的穿透性元件传到下方可吸收元件，这样辐射能量就被转化成局域性的热能，此热能导致塑料的熔化。而透明塑料部位的熔化是通过与非透明材料的接触性热传导所致。在外部夹具的施压下，由局部加温而产生的焊接处热膨胀可形成牢固接缝。
4.激光焊接技术几种主要方法
根据激光器随塑料零件移动方式的不同，可把激光焊接技术（方法）分成四种类型：
4.1顺序型周线焊接
激光沿着塑料焊接层的轮廓线移动并使其熔化，将塑料层逐渐黏结在一起；或者将被夹层沿着固定的激光束移动达到焊接的目的。
4.2同步焊接
激光束经自适应光学系统或光纤，使光能均匀地分布在整个焊缝结构上。由于使用的装置很复杂，这种技术通常仅限于大批量焊接较大零件使用。
4.3准同步焊接
该技术综合了上述两种焊接技术。利用反射镜产生高速激光束（至少10m/s的速度），并沿着待焊接的部位移动，使得整个焊接处逐渐发热并熔合在一起。
4.4掩模焊接
激光束通过模板进行定位、熔化并黏结塑料，该模板只暴露出下面塑料层的一个很小、精确的焊接部位。使用这种技术可以实现小于10m的高精度焊接。
总之，激光技术发展到今天已经成为一门综合性科学，并可大大加快塑料产品研发的速度，使塑料生产企业获得更大的市场主动权。随着塑料工业的发展，激光技术的大规模应用无疑会给塑料工业带来革命性的影响，对于激光产品提供商来说，更是一种难得的机遇，也必然会推动激光技术的进一步发展。
【参考文献】
[1]庞振华，宋杰，杨绍奎，马跃新.激光塑料焊接技术及其典型应用[J].机电工程技术.2010（4）：17-19.
关键词：汽车立柱护板；低压注塑；成型方法
低压注塑成型法这种加工技术比较有活力，这种加工技术是在对速度和压力控制时，将熔融料注入到完全塑化的模腔内，保证充模完整平滑。这种成型方法不需要在进行外部保压，能够减少5%的材料[1]，使模塑残余应力得以降低。这种注塑方式能够与注塑的制件融合为一个整体。
一、高压注塑法与低压注塑法对比分析
当前汽车立柱护板使用的注塑方法使高压注塑方法，这种注塑方法需要的压力比较大，通常情况下压力是在350-1300bar左右，注射的温度为230-300℃[2]，如果合模的压力大于50t时，模具材料应该要使用模具钢，如果时间比较长，会使得模具出现损坏。但是低压注塑技术的压力一般在1.5-40bar左右，注射的温度为200℃，合模压力大约为1t，还可以进行人工合模。模具的材料可以选择铝、也可以选择模具钢，注塑的压力比较低，材料也有一定的特殊性，这种情况下模具不会受到磨损，使用的时间也会更长。
传统的立柱护板材料有麻纤维材料、PP/PE、PP5等，注塑时，这些材料会出现很多有害的气体，对操作者的身体健康也会产生危害。低压注塑的整个过程其实是一种物理变化现象，这种低压注塑技术使用的热熔胶中没有溶剂。热熔胶的抗撞击能力比较强，固化之后，硬度能够达到肖氏硬度75-90[3]，能够使外界的撞击力减少到最低，阻燃性也比较好。如表1所示。
二、低压注塑法工艺
低压注塑法与高压注塑法是不同的，需要利用计算机对注射的过程进行有效的控制，充模过程需要将精确的熔体平缓的注入其中，保证在到达模腔边缘线，实现连续的熔流锋面。这种低压注塑的压力和速度都比较小，保证熔体流动的稳定性。而高压注塑的压力以及速度都比较大，其流动不稳定，也不规则。高压注塑要有保压过程，注塑之后，需要将熔体材料继续注入其中，使模腔内部被填满。低压注塑的层流稳定性比较好，在模腔内部充满后不要进行保压，能够实现收缩率的均匀。
低压注塑法不需要高压充模，充模时，熔体的温度会降低，变硬，高压力保压能够使最终制品中注入应力，速度和压力也比较大，需要更大锁模力、更高成本的设备模具。
以高压、高速的方式将树脂进行注射，当树脂熔流的前缘一进入到模腔中时，就会发生破裂的现象，低压注塑却不一样，当条件不变时，低压注塑的方式则能够保证熔流锋面完整，并不会受到破坏。
三、低压注塑立柱护板工艺分析
低压注塑的工艺流程是这样的，填充表皮、对注塑机压力进行调整、注射热熔体、冷却温度调节、开模取件、修复产品。能够有效地将熔接痕迹问题进行解决。汽车的立柱护板主要是由骨架、表面装饰表皮一起构成，传统的注塑成型方法是将骨架注塑成型，然后利用黏合剂，使表面物能够被粘附在骨架之上，粘结之后，车体内部会有很重的气味，对人体的健康是极为有害的，由于汽车内部的空间比较小，如果有气味，消除起来也比较困难。
利用低压注塑方法，能够使塑件与表皮一次成型，能够极大地提高工作的效率，还能够减少加工的成本。在模腔内部，低压注塑能够将塑件与表皮有效的结合在一起，成型过程中不会对环境造成污染。注塑成型的产品粘合性比较好，不会轻易的开裂、脱落。
低压注塑成型的方法，是需要先将表皮的材料，比如PVC、无纺布等，将其嵌入到模具型的腔内，将热熔体注入到型腔中，将热熔体与表皮材料能够在型腔内部紧紧地联系在一起，形成成型的立柱护板[4]。
四、低压注塑工艺参数控制分析
在低压注塑成型过程中，需要严格的控制低压注塑成型的各种工艺参数。
首先是压力问题，如果在低压注塑过程中，出现压力比较大的情况，层压材料就会出现内陷和滑移的现象，但是压力如果太小，注塑成型的速度就会比较慢，使得生产效率降低。
其次是温度问题，在低压注塑成型过程中，控制温度也是十分必要和重要的，如果温度太高，型腔内部的填充物就会被损坏，使得产品的损坏情况严重，如果温度太低，成型的效果也不够理想。
最后是浇口的布置和打开的顺序问题。要选择合适的浇口方案，明确开启的顺序，保证利用软件能够有效、精确的对时间进行控制。
五、选择合适的低压注塑机
在低压注塑成型过程中，选择合适的低压注塑机是十分重要的，挑选的注塑机需要具备自动调节压力和反馈的系统，使压力能够得到及时、有效地控制。同时还需要利用冷却系统对温度控制的功能进行分析和考虑。
低压注塑机需要有专门的压紧表皮和滑动块装置，选择模具时，应该使用铝制的模块，这是因为铝制的模具导热性能比较好，并且能够有效的将型腔内的热量释放出来。
结束语：
汽车立柱护板结构制作中，应使用低压注塑的成型方法，这种成型方法与常见的高压注塑成型方法是不同的，低压注塑成型方法是立柱护板成型方法的创新与革新，低压注塑成型方法能够使生产效率得到有效的提升，减少注塑花费的时间，并且具有节能环保的效果。当前这种低压注塑成型方法在制造业领域得到了广泛的应用，并实现了革命性的变革，能够使汽车立柱护板实现高效、高质量的成型。
参考文献
[1]李巍，拱忠正.论汽车立柱护板的低压注塑成型方法[J].科技创新导报，2015，28：138-139.
[2]欧相麟，王大中，宁凯军.汽车注塑件典型缺陷分析及其解决措施[J].工程塑料应用，2014，01：51-55.
关键词：热敏性透明性注塑工艺优化
中图分类号：TQ32文献标识码：A文章编号：1674-098X（2016）11（a）-0056-02
通用注塑方法是将聚合物组分的粒料放入注塑机的中成型，得到具有一定几何形状和尺寸精度的塑料制品。注塑成型具有精密度高、操作方便、高质量及用途广等特点，是塑料加工中常见的成型技术。注塑工艺过程包括加料、熔料和成型等过程，根据实际情况分析得到，注塑成形获得模型的理化指标和质量比吹塑工艺和压塑工艺制作出来的模具都高，由此可见研究塑料注塑工艺具有重要的作用。在外在条件下的影响下，例如设备等，对产品的质量都有直接影响，最直接的解决办法就是调整工艺中的各种参数，但是在大规模生产过程中，要达到缩短成型时间、提高产品质量等，不是简单的注塑工艺设置可以达到的，而是需要切合实际的、优化的工艺设置。
1塑料注塑工艺的影响因素
根据实际情况分析发现，影响塑料注塑工艺的因素有很多，例如温度、时间、压力、应力和压塑率等。鉴于篇幅限制，以下将对温度、压力和压塑率三方面进行分析。
1.1温度
塑料注塑工艺的主要影响因素是温度，当温度较高时，可能使得洛氏硬度和断裂伸长应力等降低。塑料注塑工艺中可将温度分为模具温度、料筒温度和喷嘴温度3种，对于模具温度，可以通过加热、自然散热、水冷等方法进行有效控制，模具温度高，PET分子键的拉伸力降低，减少分子曲线，对结晶和产品的结晶度影响较大；对于料筒温度，其主要影响塑料的流动性和塑化性，并且当原料放入温度较高料筒中会发生氧化作用，产品的成型后流动性增加，内应力降低等；对于喷嘴温度，直接影响塑料流动性和塑化性，当喷嘴温度较高时，熔料粘度将降低，产品的色泽变差，当喷嘴的温度升高到一定范围以后，熔料容易被分解，最直接的表现是制品性能变差。
1.2压力
塑料注塑工艺的重要影响因素是压力，塑料注塑过程中的压力包括塑化压力、注射压力及保压压力3种，对于塑化压力，当其压力值增加时，被熔融材料的温度会升高，并且温度分布均匀，即不会出现贴壁处的材料温度高于中心处的温度，因此材料塑化的速度被减缓，此外当塑化压力增加时，制品的结构性能也相应的获得提高。对于注射压力，其压力值的大小、保压时间以及压力速度与制品的质量有很大的关系，当注射压力值增加时，被熔融材料的流动性提高，流体的冲模速度获得改善，制品在成型时其收缩率降低，提高制品的品质，在制作模具时，注射压力是一个很重要的参数。对于保压压力，一般用在被熔融材料中含有树脂时，为了防止树脂在后期冷却时出现回流现象，会在树脂上添加保压压力，以减小树脂冷却时的收缩率，使得材料填满整个容器中，但是其压力值需要严格控制，因为当其压力值过大时，会出现脱模比较难的问题。
1.3收缩率
在塑料注塑成型过程中，将熔融材料注射到容器中时，因为聚合物分子流动的方向收缩率大于垂直方向，从而出现翘曲变形现象，如果变形程度较大，就会损坏制品，只有找到出现问题的原因才会从根本上提高制品的质量，在这其中的原因可能是模具、设备、工艺问题，其中塑料注塑工艺参数是影响成品收缩率最大的因素，工艺参照主要是温度、时间及压力。另外，溶体的收缩率会随着熔体的温度变化而变化，因为熔体的温度增高会将热量引入到模腔中，使模具的温度升高，收缩率变大。塑料的种类也会影响到收缩率，热塑料在浇注过程中由于结晶化原因会发生体积变化，从而导致形状发生改变。
2热敏性和透明性塑料注塑工艺的优化
注塑工艺的优化不仅仅是优化注塑工艺参数，也会在原材料、设备以及辅助试剂上作出相应的改善，使得注塑工艺逐渐完善，并且不同的原材料有不同的工艺参数和设备，使得制品的质量有保证。在工艺参数的处理上应该进行合理的设置，下面将对常用热敏和透明性材料的注塑工艺优化进行分析。
2.1对于加工温度敏感、热稳定性较差的热敏性材料，技术参数要进行合理的安排
技术参数必须要进行合理的安排，如果温度或者是时间安排较大时，会使得熔融材料分解，使得制品的质量大打折扣，因此控制温度必须安排在一定的范围内，在保证材料流动性的前提下，将温度和时间安排的较小，并且在设备的安排上要有所调整。对于有些材料，其具有粘结性和滞留性，因此选择的设备不与这些材料粘结，最好选用耐腐蚀、耐磨材质，或进行镀铬、氮化处理。对于非牛顿性的流体，要改变流体的粘度应该先调整注射压力，其次才是考虑其温度问题。
2.2对于加工透明度要求高的注塑制品，着重解决浪费问题
在加工透明度要求较高的注塑制品时，经常会出现废品量大，人力资源浪费的情况，对于透明材料，其中最具代表性的是聚碳酸酯（PC），在制作这种材料的制品时需要使用螺杆式注塑成型机，温控仪表须精确稳定并能在400℃以下自由选择等，因此在选定一种材料时，选择合理的工艺设备、工艺参数等，将其组合成最佳搭配，配以合理的因素，优化工艺，制作处高质量的产品。
3结语
综上所述，对于塑料注塑工艺技术，该文笔者介绍了温度、压力和收缩率3个影响因素，对于这些因素叙述较为主要集中，对于其他因素笔者在该文不做叙述，在热敏性和透明性塑料注塑工艺的优化方面，该文从调整技术参数和处理浪费两方面着重介绍，这样既可能提高产品质量，也可以顺应国家提倡的绿色发展要求。
参考文献
[1]张晓彬，刘斌.注塑工艺参数优化的数值模拟分析[J].华侨大学：自然学报，2013，34（4）：363-366.
[2]张甲敏，连照勋，赵文庆.运用SEM分析聚醚酰亚胺注射成型制品开裂[J].化工新型材料，2009，37（9）：121-122.
关键词：聚氯乙烯防水卷材；单层屋面
序言
随着建筑业的发展，工程结构的高、大、轻对防水材料提出了使用年限长、维修方便、防水效果可靠的高标准要求，从而推动了世界防水材料发展。世界各国试验开发了大量了新型防水材料，高分子材料以其弹性或弹塑性、使用寿命长、技术性能好、施工简易、重量轻、污染小的特点也迅速淘汰了沥青油毡等老一代的防水材料。
建筑屋面领域长期依赖沥青基材料的现状正逐步被节能环保的单层屋面材料所替代。而单层屋面正是节约能源、保护环境的建筑防水发展趋势，因此世界各国屋面工业界对单层屋面防水给予高度重视，不断研发新型材料推动单层屋面防水的发展，使其成为屋面市场的主导产品。
我国在2007年8月成立了中国建筑防水材料工业协会单层屋面技术专业委员会，推动单层屋面技术在中国的发展。上海赞科防渗漏工程科技有限公司针对单层屋面防水技术坚持自主创新道路，已与2004年就启动了单层屋面技术的研究和研发工作，通过四年的时间成功研制了技术参数高于国外先进标准的“多层纤维内增强PVC防水卷材”系列产品，为我国的单层屋面技术发展做了贡献。
一、产品的创新性
1.原材料本研究是在以国外先进单层屋面防水体系标准的基础上进行的，单层屋面防水对产品有更高的性能要求，如拉伸强度、断裂伸长率、撕裂力等，应用性能如：热时效尺寸变化率、剪切状态下的粘合性等。普通PVC卷材和多层纤维内增强PVC卷材的部分性能对比见表1.表1普通PVC卷材和多层纤维内增强PVC卷材的部分性能对比（略）
1.1胎基胎基布是决定多层纤维内增强PVC防水卷材拉伸强度及断裂伸长率的关键因素。通过比较天然织物和化纤织物的性能，发现化纤织物在受外部条件影响下，在不破坏其既有物理状态下，稳定性比天然纤维更高。本产品选用维纶、涤纶等聚酯化纤织物为胎基。
1.2聚氯乙烯聚氯乙烯树脂，主要成份为聚氯乙烯，另外加入其他成分来增强其耐热性，韧性，延展性等。本产品使用高性能的聚氯乙烯糊状树脂。
表面的PVC涂层可根据不同用途，着重加强某方面的性能，如防酸防碱、防紫外等等。
1.3化学助剂高聚物中加入高沸点、低挥发性的小分子，改变PVC的力学性质，降低PVC玻璃化温度，使其受温差影响降低到最低。当分子量较低时，聚合物的Tg随分子量增加而增加。当分子量超过一定值（临界分子量）后，Tg将不再依赖于分子量了。
转贴于
根据Fox-Flory导出Tg与Mn关系如下：Tg=Tg（∞）-K/MnTg（∞）为临界分子量时聚合物的Tg，K为特征常数。
2.生产工艺采用独创具有自主知识产权的涂层重熔技术和浸渍刮涂法生产工艺。以维纶，涤纶等化纤织物为胎基，涂敷PVC糊状树脂，配加耐迁移增塑剂、阻燃剂、防霉剂、抗静电剂、抗紫外线剂等多种化学助剂，经高温塑化而成。
浸渍刮涂法工艺以纤维织物为胎基双面涂敷PVC糊状树脂，便于不同强度的纤维织物涂敷不同要求的PVC浆料达到不同种类的防水需要（诸如：阻燃防水、耐寒防水、耐酸碱防水、耐老化防水）。
将二种（或多种）不同种类的防水膜采用独创的涂层重熔技术将二种（或多种）不同种类的防水膜重熔成“多层纤维内增强PVC防水卷材”。这种涂层重熔技术的特点是使产品结构上起了根本的变化，通过二种不同种类的防水膜重熔后剖析产品截面可以看到，该产品形成五层材料，依次为：PVC膜—纤维织物—PVC重熔膜—纤维织物—PVC膜。
中间的PVC重熔膜经过涂层重熔技术，提高PVC膜的强度；由于高温的影响，增塑剂将被破坏，从而使增塑剂的含量降低，解决了国内外较难解决的增塑剂迁移问题，；将PVC涂层针状气孔全部消除，增强其密实性，又有二层纤维织物的保护形成PVC重熔膜不直接暴露在空气中的耐老化构造，有效分解外力作用，延长了使用年限，通过不同材质的胎基进行组合，力学性能达到充分优化形成优势互补，使用该制作生产工艺可以开发多系延伸产品。
3.产品特性多层纤维内增强PVC防水卷材具有防水、防霉、阻燃、耐寒、耐老化、防静电等性能，且该产品拉伸强度，断裂伸长率，撕裂力全部达到和部分超过德国DIN16734-86标准。可根据实际需要生产不同功能，不同颜色，不同厚度的产品，外观绚丽多彩，令人赏心悦目，表面经特殊处理起防滑作用，且幅宽大至2m，可用热封焊接工艺进行接缝焊接施工省时省工省料。
二、产品的技术指标
【关键词】铝/铜；异种材料焊接；研究现状
一、铝/铜熔化焊
在铝/铜异种材料焊接类型中，铝/铜熔化焊是目前应用较为常见的一种，主要包括MIG焊、TIG焊、埋弧焊、激光焊气焊以及电子束焊等方法。由于铜和铝的熔点相差较大，在其熔化焊过程中，通常难以将其焊接在一起，因为经常会出现铝熔化了而铜还处于固态，从而不同程度地加大了焊接难度。此外，由于Al极容易被氧化，生成致密的氧化层，阻碍了铜和铝的进一步反应，加上Al氧化膜中含有一定量的吸附水和结晶水，容易在焊缝中产生气孔等缺陷。因此，在采用铝/铜熔化焊时，焊接过程极易产生脆性的CuAl3相，从而降低了焊缝之间的粘合度，这就需要相关人员在焊接时，必须充分考虑焊接方法和工艺以及铝与铜在熔点等物理性能上的差异，通过控制焊接温度与焊接时间来控制焊缝金属中铜的含量，并防止铝、铜氧化，以降低形成金属间化合物对接头强度和塑性的影响。
二、铝/铜摩擦焊
一般情况下，摩擦焊可以根据焊接温度分为低温摩擦焊和高温摩擦焊这两种类型。低温摩擦焊的加热温度在460～480℃范围内，才温度低于铝/铜共晶温度548℃，从而不仅能够有效地防止脆性金属间化合物的生成，还能够保障焊接过程中接口处的塑性达标；而高温摩擦焊的焊接温度可达到660℃，接近Al的熔点，焊接速度明显加快，然而，由于温度高，在焊接时必须采取封闭加压方式措施来防止铝接头处产生变形流失以及铜和铝铜件受压失稳，同时，在此温度阶段有利于脆性Al，Cu间化合物和氧化物的生成，应施加顶锻压力挤出脆性物质，确保焊接质量。对于尺寸较大、薄壁且承受一定载荷的铝/铜焊接件焊接时，难以保证尺寸精度，因为铝的刚性差、强度低，并且在焊接过程中容易发生扭折、变形甚至断裂等。
三、铝/铜压焊
由于铜与铝都属于面心立方结构的金属，具有良好的塑性和延展性，因此，采用压焊方法来进行铝/铜异种材料的焊接可得到质量优异的铝/铜接头。同时，压焊过程中由于采用铜-铝过渡接头，可避开铜与铝熔焊存在的问题，将异种金属的焊接转变为铜与铜、铝与铝之间的同种金属焊接。压焊工艺简单，易于操作，能够得到质量良好的焊接接头，比熔焊更具优势。压焊主要包括冷压焊和热压这两种，其中冷压焊是在室温下进行的，而热压焊是在高于室温100～300℃的温度范围内进行的。采用冷压焊方法焊接时，在压力作用下将Al表面的氧化物或其他污染物破碎并排除，铝与铜的结合面不产生与熔化和凝固相关的焊接缺陷，也不发生熔化。采用热压焊时，一般在焊前不要求对接头处进行清洁，同时要求焊接加热温度低于铝/铜的共晶点，铝、铜母材不熔化，在压力和温度的作用下，接头中形成Al-Cu机械混合带，增大压力改善微观组织，可细化化合物，提高接头强度。
四、铝/铜钎焊
由于铝/铜钎焊具有变形小、周期短操作方便、设备简单、生产成本低及加热温度低等特点，决定了其成为未来铝/铜异种材料焊接技术的研究热点。同时，由于铝/铜焊难以去除铝氧化膜必须使用腐蚀性焊剂，钎焊助焊剂残留物吸湿后形成的电解质，形成了强烈的腐蚀性，铝/铜电极之间的电位差大，容易造成腐蚀。此外，CuAl2的电极电位高于铝的电极电位，容易发生晶间腐蚀，铝、铜原子的扩散，易脆易熔铝低，析出的CuAl2熔点在关节共晶的形成，导致接头强度较低。为了阻止铝、铜原子直接接触形成脆性化合物，同时，为了避免强腐蚀性磁通必须在铝表面涂有一层金属，铜钎焊引起的腐蚀问题，因此，腐蚀性或无腐蚀性的焊剂可用于改善关节的强度和耐腐蚀性。此外，对于镀层金属可供选择的有Mo、Ti、Ni等，铝/铜钎焊主要涉及到电阻钎焊、直接钎焊、扩散钎焊、超声波钎焊等方法。
综上所述，目前，铝/铜异种材料焊接技术尚处于发展阶段，各方面性能有待进行更深层次的探讨，接头质量有待于进一步提高。由于这种技术还不能同时满足高抗腐蚀性、高强度、低成本和工艺简捷等要求，因此现有铝铜的压力焊、熔化焊和钎焊等工艺还有待于进步完善。在进行铝/铜异种材料焊接时，必须综合采用如扩散焊、摩擦焊及冷压焊等焊接方法，切实地提高焊接接头的质量，以便更好地满足当今工业发展需求。
参考文献
[1]陈延辉，汪宁，王生希．电器开关行业中铝铜焊接研究的可行性分析[J]．电气制造．2008（8）
[2]潘雄．到2022年我国有9种矿产资源严重短缺[J]．功能材料信息．2008（2）
关键词：聚丙烯；高熔体强度聚丙烯；设备；加压发泡
1聚丙烯发泡材料简介
泡沫塑料是塑料中含有大量气孔的材料，其由于具有质轻、绝热、隔音、低成本、热导率小、比强度高等优点，而广泛应用于包装、运输、汽车、建筑等材料中。常见的泡沫塑料主要包括聚氨酯（PU）、聚苯乙烯（PS）和聚烯烃三大类。其中，聚苯乙烯发泡制品因难以降解回收，被公认为“白色污染”，已于2005年被联合国环保组织宣布停止生产和使用；而聚氨酯的发泡材料，因在发泡过程产生有毒的异氰酸酯残留物，也难以达到现代工业对环保的要求[1]。相对而言，聚烯烃，尤其聚丙烯（PP）发泡材料在使用性能、生产成本以及环境的影响方面具有独特的优势，如良好的热稳定性（最高耐热温度130℃），优异的耐化学腐蚀性和可降解性，较高的韧性、拉伸强度和冲击强度，以及较低的加工成本，而逐渐成为人们关注的焦点[2]。
PP发泡材料开发的历史较短，国外许多国家从20世纪70年代开始研究聚丙烯发泡材料，但是由于传统的PP发泡工艺性能较差，特别是发泡PP片材的生产技术难度较大，使其难以获得高质量的泡沫塑料制品，因而直到1980年PP发泡才实现工业化[3]。传统PP的发泡工艺性能很差，这是因为普通的聚丙烯为柔软的长链大分子结构，结晶度和结晶倾向较高，达到熔点后粘度迅速下降（熔体粘度较低、熔体强度不足），此时发泡会发生气体逃逸，PP熔体无法包裹气泡，进而导致泡孔塌陷[4]。
多年的研究表明，提供高熔体强度的聚丙烯（HMSPP）是制备聚丙烯发泡材料的关键技术。另一方面，聚丙烯发泡材料的制备设备和配方也起着举足轻重的地位，设备和配方的细微差别会导致生产的聚丙烯发泡材料的性能发生显著变化。
2发泡用高熔体强度聚丙烯的制备
制备高熔体强度聚丙烯（HMSPP）可以通过提高聚丙烯的相对分子质量、增加分子量分布、接枝长支链等方法，具体实施方法可分为工业直接合成法、交联改性法、共混改性法等。
2.1工业直接合成法
工业直接合成法是在聚丙烯的链段上引入长支链，直接合成长链支化聚丙烯（LCBPP），这种方法也被称为聚合改性法，该方法通过控制温度和压力，加入合适的二烯烃以及特定的催化剂，如茂金属催化剂进行共聚聚合，最终得到分子量分布宽的长支链聚丙烯，显著改善了熔体强度和熔垂性能[5]。比利时Montell公司（其前身为Himont）在开发HMPSS方面一直处于国际领先地位，该公司在1994年推出的ProfaxPF814树脂，其熔体强度是具有相似流动特性的传统均聚物的9倍，具有良好的发泡工艺性能。ProfaxPF814的力学性能及粘度特性与传统PP的比较见表2[6]。
2.2交联改性法
聚丙烯的交联改性是通过有机过氧化物、硅烷或者辐照的手段使得线性的聚丙烯转化为三维网状的体型结构，其通过凝胶含量的数值来衡量熔体强度的大小，通常凝胶含量高表明熔体强度好；而适用于发泡的高熔体强度聚丙烯，其凝胶含量应在一定范围内。
有机过氧化物化学交联法是目前国内在PP发泡方面的主要研究方向。中国石油化工股份有限公司[7]通过将含有聚丙烯、含有双键的单体、过氧化物以及秋兰姆单体的原料反应挤出，得到了高熔体强度聚丙烯；当其使用TMPTA时，熔体强度提高至0.44N，凝胶含量为9.8%。
核能的推广使得采用辐照交联技术来提高PP熔体强度成为可能，目前，辐照交联是唯一实现工业化生产PP发泡的技术。与有机过氧化物交联法相比，辐照法具有节能、工艺简单、条件容易控制的优点，但其也存在有效交联厚度受到电子射线穿透能力的限制，仅有利于薄制品制备的缺陷。常用的引发射线是高能电子束和钴源60Co-γ射线。早在1995年黑蒙特股份有限公司[8]通过高分子量线性丙烯聚合物在降低活性氧的环境下进行高能量辐射，使得材料中的自由基活化而制备得到高熔体强度聚丙烯。需要说明的是，采用辐照技术时，聚丙烯的降解和交联是同时进行的，为抑制降解副反应，一般会加入特定的交联助剂（又称敏化剂）。
硅烷交联技术起步较晚，但因其制备的产品机械和电学性能优于前两者而得到长足的发展。青岛大学[9]通过将聚丙烯、不饱和硅烷与硅烷醇解剂、有机改性层状硅酸盐、硅醇缩和催化剂、有机过氧化物引发剂、接枝助剂预先混合，再将混合物一起喂入螺杆挤出机中，在控制温度、转速和喂料速率条件下，进行熔融挤出，实现聚丙烯与硅烷的接枝与交联。
2.3共混改性法
由于工业直接合成法在我国尚没有突破性进展，加之国外进行技术保密，导致高熔体强度聚丙烯的价格高昂，生产上完全使用高熔体强度聚丙烯进行发泡成本过高，因而最直接的方法就是共混改性法，也正如此，该法制备的产品难以保持聚丙烯的全部特性，导致制备的产品性能较差。
共混改性法就是将线性聚丙烯与一种或多种聚合物，在挤出机的共混作用下得到宏观均一的均相体系。黑龙江省科学院技术物理研究所[10]通过将聚丙烯粉末、预辐照聚丙烯粉末、预辐射硫化橡胶粉末、单体助剂和热稳定剂熔融共混得到高熔体强度聚丙烯，其接枝效率提高了一倍以上。
3制备PP发泡的方法
从工业生产情况来看，制备PP发泡材料的方法主要：加压（模具）法和挤出法。
3.1加压发泡法
具体操作可分为混炼、压制成型与发泡。混炼前将PP、发泡剂、交联剂等混合成浆状，干燥，再进塑炼机使分散物与弹性体混合。压制成型与发泡时，将成型片材放入压机模框内，预热、加压加热，使片材成型，然后把预成型片材放入模具汇总，合模施压，然后急速开启压机，释放压力，发泡片材弹出，同时完成三向发泡[6]。
3.2挤出发泡法
挤出发泡按发泡剂种类主要分为物理发泡和化学发泡。物理发泡时将丁烷、二氧化碳等物理发泡剂在一定压力下注入聚合物熔体中，当熔体经过机头时，压力下降，液体汽化，形成泡沫。化学发泡是指在PP中加入化学发泡剂，如偶氮二甲酰胺（AC）[4]，加热后，发泡剂分解产生的气体分散于PP熔体中形成泡沫[6]。
4制备PP发泡的设备及主要研发公司
设备是PP发泡的关键技术。以发泡PP片材为例，密度低到0.5g/cm-3的片材可以采用安装有T型挤出机头的传统挤出机；但密度再低，就要改进生产技术，因为T型机头中压力控制的困难会使板材产生不均匀的泡孔结构，此时使用环形机头更为合适。目前生产挤出发泡设备的公司有美国BattenfieldGloucester，SencorpSystems公司；德国HermannBerstoffMachinenbau，Davisstandard，ReifnhauserMaschinenfabrik公司；意大利的LMPImpianti，Omam公司[6]。
在产品的研发方面，日本处于比较领先的地位，主要生产厂家包括古河电气、东丽、积水化学、三菱油化公司。此外，德国的ReifnhauserMaschinenfabrik公司采用T型机头生产出厚度为1mm的片材，美国的DowChemical生产的Strandfoam牌PP发泡板也运用在绝热和汽车工业中，意大利的Omam公司也能够生产密度低于0.5g/cm-3的PP片材[6]。国内方面，中国石油化工集团公司北京化工研究所承担了国家的“九五”公关课题，据称，其可生产发泡倍率在10倍以上的PP发泡；北京思维浩特新材料有限公司生产了倍率为8-22倍、厚度0.8-5.0mm、宽度600-1400mm的电子辐照交联聚丙烯发泡片材IXPP，该产品通过了国际SGS认证[11]。
5结语
聚丙烯发泡材料以其优异的性能，环保、低成本的特性，而具有替代传统发泡材料的发展前景。然而，目前PP发泡的核心技术都掌握在国外公司，国内市场尚处空白，具有较高的研究价值和广阔的市场空间。
参考文献
[1]陈佰全，戴文利，汤红霞.聚丙烯发泡材料的研究进展[J].塑料制造，2006，（12）：55-58.
[2]周淑娥，崔永敏.聚丙烯发泡材料的应用及研究进展[J].广东化工，2009，36（10）：219-221.
[3]郑云生.60Co-γ辐照制备聚丙烯发泡珠粒.北京：北京化工大学，2007.
[4]刘太闯，靳玲，王艳秋.聚丙烯发泡最新研究进展[J].科协论坛，2010，（6）：68-70.
[5]王亮.紫外辐照交联制备高发泡倍率聚丙烯片材.北京：北京化工大学，2013.
[6]郭.高发泡聚丙烯包装材料的研究.天津：天津科技大学，2011.
[7]高建明，张晓红，黄帆等.一种高熔体强度聚丙烯的制备方法[P].CN101148490A，2008.
[8]A・J・德尼古拉，J・A・史密斯等.高熔体强度聚丙烯聚合物及其制造方法和它的用途[P].CN1105033A，1995.
[9]宋国君，杨淑静，杨超，谷正.部分交联高熔体强度聚丙烯的制备方法[P].CN1869119A，2006.
