激光焊接新选择:PPS与PPA在汽车零部件上的应用突破

138     2025-11-21 09:24:53

激光焊接技术,凭借其高速高效、焊缝精细、热变形小等优势,在汽车、航空、医疗和电子等多个领域得到了广泛应用。尤其在汽车零部件制造中,激光焊接已成为保障结构强度与密封性能的重要工艺之一。本文将聚焦激光焊接在PPS(聚苯硫醚)与PPA(聚邻苯二酰胺)材料上的应用突破,并结合实际案例,解析其在汽车制造中的核心价值。

激光焊接为何备受青睐?

激光焊接是一种利用聚焦激光束作为热源的接合工艺。相较于传统焊接方式,其优势主要体现在焊接质量更高、效率更优、适用材料范围更广。其核心原理在于利用“透射材料”与“吸收材料”的组合:激光束穿透上层透光材料,被下层吸光材料吸收并转化为热能,使接触界面熔化,从而实现牢固焊接。

然而,要充分发挥激光焊接的效能,材料的选择尤为关键。尽管PP、ABS、PC等通用塑料已广泛应用于激光焊接,但在耐高温、抗化学腐蚀及高焊接强度要求严苛的汽车应用场景中,这些材料往往难以胜任。此时,性能卓越的工程塑料——聚苯硫醚(PPS)和聚邻苯二酰胺(PPA),便成为理想选择。

PPS与PPA:为何是激光焊接的优选材料?

PPS被誉为“工程塑料耐热冠军”,不仅具备出色的机械强度、耐高温性与电绝缘性,还拥有优异的耐化学药品性和阻燃性能,是汽车关键零部件的首选材料之一。而PPA(高温尼龙)则在高温、高湿及腐蚀性环境中仍能保持良好的机械性能与低吸湿性,尤其适用于新能源汽车部件。

然而,PPS与PPA作为高结晶性树脂,其天然激光透光率通常低于20%,难以满足激光焊接的基本要求。因此,如何在保持材料优异性能的同时提升其激光透光率,成为材料研发的重要方向。

技术突破:NAPO高透光率PPS与PPA的实现路径

为应对这一挑战,材料科技企业不断推进技术研发。如纳磐新材通过优化材料配方,抑制结晶行为,成功开发出激光透光率高达40%的本色PPS与PPA材料,打破了国外品牌在该领域的长期垄断。

而在汽车零部件中,黑色或深色材料因外观与耐脏污需求更为常见。但色粉的加入通常会进一步降低透光率,增加激光焊接难度。为此,纳磐通过配方调整与工艺优化,开发出激光透光率仍能保持在35%以上的深色PPS与PPA材料,极大拓展了其在汽车部件中的设计自由度。

激光焊接PPS与PPA的典型应用案例

油阀组件要求材料具备激光焊接能力,透光率超过30%。采用NAPO 20%与30%玻纤增强的本色/黑色PPS材料,透光率均超过35%,满足密封与强度需求。

油阀部件

同样需要高透光率与焊接性能,选用NAPO 20%与30%玻纤增强PPA材料,透光率超过35%,确保在油品环境中长期稳定运行。

ADAS摄像头外壳

要求材料具备高激光透光率(>30%)与良好结构强度。采用NAPO 20%玻纤增强PPS材料,透光率约40%,满足精密电子部件的焊接与可靠性要求。

车载摄像端盖

需实现激光焊接并具备30%~40%的透光率。选用NAPO 30%玻纤增强PPS材料,兼顾焊接性能与机械强度。

随着材料研发的不断深入,NAPO PPS与PPA已从“难以焊接”的工程塑料,转变为激光焊接技术中的“明星材料”。