z修改说明激光透射焊接聚甲基丙烯酸甲酯实验研究

1、尊敬的编辑：您好！实在不好意思，修订超出了您规定的时间。收到意见后，按照意见补充实验进行验证，由于开学耽误了拉伸测试实验。初稿中中有许多不足，在的建议下，进行了认真修改，麻烦您将修改意见及修改稿返回，再有任何意见进一步完善的工作。按照收到的意见，分为意见一和意见二（在此稿后半部分）进行了仔细答复，请您也帮助改进工作，非常感谢。非常感谢您在百忙之中对进行认真仔细评审，您帮助修正了拉伸实验分析方面的错误，在您的提示下，补充了母材拉伸强度实验，与高分子聚合物方面进一步交流了吸光剂方面的内容，对吸光剂方面进行了修正，将继续完善的实验细节，进一步在具体激光透射焊接理论和机制及实验验证方面加强研究。具体的

2、修改说明如下：1. 引言部分最后一句太笼统，表达不清楚。答：按照要求进行了修改，请指正。2.文中对采用热塑性丙烯酸树脂、白色热塑性丙烯酸树脂、黑色热塑性丙烯酸树脂和黑色偶氮有机颜料（Azo dyes）作为吸收剂介绍较，难以支撑文中结论，请补充清楚。答：非常感谢您的指正，针对该问题特此补充说明。在透射焊接中，若下层材料对激光吸收不明显，需要在结合面涂抹吸光剂。本文采用热塑性丙烯酸树脂和偶氮有机颜料作为吸光剂进行对比实验。丙烯酸树脂是由丙烯酸类和甲基丙烯酸类及其它烯烃类单体共聚制成的树脂，选用不同的单体、配方以及工艺参数，可出不同类型和性能的丙烯酸类树脂。热塑性丙烯酸树脂在添加不同色母粒时会呈现不

3、同颜色状态，白色热塑性丙烯酸树脂和黑色热塑性丙烯酸树脂分别为两种色态下的丙烯酸树脂，实验中，采用白色热塑性丙烯酸树脂作为吸光剂时，焊接性能较差，而采用黑色热塑性丙烯酸树脂作为吸光剂时，焊接质量良好。意见一答复：黑色偶氮有机颜料是分子结构中含偶氮基(-NN-)的有机化合物，当其作为吸光剂使用时，由于焊接中其并不能直接融入基体，故虽能有效焊接，但焊接质量一般。由于白色热塑性丙烯酸树脂作为吸光剂时，焊接质量差，因此经过认真推敲，确定以黑色热塑性丙烯酸树脂和黑色偶氮有机颜料作为吸光剂对比样本，开展吸光剂的研究。图 1 所示为两种吸光剂选用后外观，因焊接区在两块 PMMA 板材之间，且背景色为黑色，拍的

4、不清楚，故未放在中。（a）热塑性丙烯酸树脂（b）偶氮有机颜料图 1 不同吸光剂下焊接试件3. 焊接母材抗拉强度是多少，断口在融合边界处，能否显示出焊接结合强度要高于材料本身的抗拉强度,还是残余应力引起？答：非常感谢您的提醒，您说的非常对，是由残余应力引起的。收到您的意见后，按照原有拉伸试件尺寸制作了母材试件（透明与黑色各 3 件），进行了拉伸实验（实验如图 2,修改稿补充了相关内容），实验数据表明，您说的很对，就是残余应力，残余应力大大降低了材料的拉伸强度。您的提醒也给一些启发，就是在残余应力的机理及其实验方面继续开展研究。图 2 透明与黑色 PMMA 母材拉伸实验当初参考 JB4744-20

5、07 设备产品焊接试件的力学性能检验方法进行拉伸实验，制作了焊接试件（图 3 为尺寸图），开展透明与黑色 PMMA 板材焊接试验，按照之前做的其它实验，效果不理想，结合强度 ，与德国 LPKF 公司工程师交流后，控制好夹持力，结果焊接出来的效果比预想的好很多，拉伸实验比预期的也要好许多，原以为会焊接强度，被拉开，结果是除了低功率单道的试件，其余均是透明 PMMA 板拉断，当初未制作透明与黑色母材拉伸件，导致错误判断，后续便进行冷场发射电子显微镜分析，把重点放在观察微观形貌分布及激光与内吸光颗粒的相互作用机理方面，在拉伸实验数据和现象上未能发现问题，再次感谢您的指正。图 3 拉伸试件尺寸4. 文

6、中的需要给予详细的文字说明。答：已按照要求对所有进行了文字标明，在文中进行了相应说明。5. 图 6 文字解释与完全不相符。文中根本没有“拉伸试验机绘制的拉伸曲线”。建议提高科学严谨态度。答：在刚开始写的时候，有拉伸曲线图（图 3 所示），但和实验操作老师交流后，当初实验时拉伸设备笔夹持不稳，画出的曲线可能不能正确表征拉伸规律，建议去掉，故去掉了图示曲线，但在正文部分未相应修正。此部分是的疏忽，提交稿件时未能和一起处理，非常感谢您的指正。图 3焊接件拉伸曲线非常感谢您在百忙之中对进行认真仔细评审，您帮助改进了工作，进一步完善工作。针对您意见，补充了母材拉伸实验，并和高分子聚合物方面进行了仔细交流

7、，对界面结构和组织演变方面进行了详细探讨，由于之前主要研究激光与金属材料的相互作用研究，对于 PMMA 这种典型的非晶高聚物认识不足，导致了许多问题，在修改稿中进行了相应的修改，非常感谢您的建议。具体修改说明如下：1、的整体重点要突出机理的研究，如作者获得拉伸强度高于材料，能否给出原因？答：非常感谢您的提醒，此部分是考虑欠妥。收到您意见后，按照原有拉伸试件尺寸制作了母材试件（透明与黑色各 3 件），进行了拉伸实验（如图1,修改稿补充了相关内容），实验数据表明，焊接后的强度低于母材强度，拉伸破坏表现为焊接区边缘的残余应力导致材料强度降低，已在中进行了修改。您的意见也给了许多启发在焊接后残余应力的

8、机理和实验测试方面继续开展研究，非常感谢您的建议。图 1 透明与黑色 PMMA 母材拉伸实验当初参考 JB4744-2007 设备产品焊接试件的力学性能检验方法进行拉伸实验，制作了焊接试件（图 2 为尺寸图），开展透明与黑色 PMMA 板材焊接试验，按照之前做的其它实验，效果不理想，结合强度，与德国 LPKF 公司工程师交流后，控制好夹持力，结果焊接出来的效果比预想的好很多，拉伸实验比预期意见二答复：的也要好许多，原以为会焊接强度，被拉开，结果是除了低功率单道的试件，其余均是透明 PMMA 板拉断，当初未制作透明与黑色母材拉伸件，导致错误判断，后续便进行冷场发射电子显微镜分析，把重点放在观察微

9、观形貌分布及激光与内吸光颗粒的相互作用机理方面，在拉伸实验数据和现象上未能发现问题，再次感谢您的指正。图 2 拉伸试件尺寸2、界面的结构如何？答：在文章中对此进行了进一步表述，请指正。由放大 100 倍、1000 倍的可以看出，两块板被焊接后存在一条明显的焊接线，但对焊接线部分进行高倍放大（10000 倍）观察后发现，由于两块的主要成为均为PMMA，两者间具有非常好的相容性，熔融焊接后，PMMA材料为非晶高聚物，两者间不存在界面结构，而是以均一结构存在。在放大 10000倍焊接区的右侧存在多处凹坑，这是由于电子致使黑色板中颜料被激发造成的。3、组织演变的机制是？答：两块板的主要成为均为PMMA

10、，而 PMMA 为典型的非晶高聚物，焊接过程不会引起组织结构的变化，而仅为两块板熔融粘结在一起的过程。与金属材料的晶体组织变化不一样。（此方面与高分子进行了详细探讨，焊接过程中可能涉及到 PMMA 大分子降解反应等一系列副反应，会引起 PMMA 力学采用 DMA、TG 等仪器进行相关性能研究。）性能及热稳定性变化，4、引言部分写得太多，要突出为何研究？你工作的关键问题。问题，对引言部分进行了精炼（由初稿的 1023 字缩减为 653答：针对您字），开始之前，在 EI 及万方等数据库查阅了近几年所有关于激光焊接的文章，挑出其中有代表性的写在了引言中，之前篇幅确实太长了，非常感谢您的意见。本文的关

11、键点在通过大量实验，研究透明 PMMA 与不同颜色 PMMA 材料的焊接工艺及其对焊接质量的影响，重点针对未添加吸光剂条件下透明和黑色PMMA 材料焊接区形貌和拉伸强度开展研究（大部分激光透射焊接采用吸光剂）。均需要5、答：现在看给人的感觉是实验，希望作者认真的修改。当初写的过程中有机理方面的部分，是激光与中低分子颜料相互作用方面（主要的是吸收强度与熔融深度间关系），拟采用的理论是Beer-Lambert 定律，具体的模型和相关理论分析也有了初步数据，并和实验数据进行了比对。但后来考虑到 Beer-Lambert 定律主要的是激光与材料的线性作用问题，而在激光焊接过程中，的应可能是非线性效应，

12、故提交前夕将此部分去掉。此篇文章的基调便定义为实验研究。根据您的意见，对所有进行了标注，并进行了相应说明和分析。通过实验发现了许多新，如焊接区边缘残余应力、激光与颜料颗粒、焊接区温度场等，再加上您所说的组织演变和界面结构方面，努力完善相关的工作，非常感谢您对工作的建议。以下是提交之前进行的激光透过后强度分布与熔融深度间关系的部分，考虑到非线性效应的影响比较复杂，最后取消了此部分内容，继续在机理方面努力探索，也请您多给提建议。透明PMMA对 YAG 激光透过，非透明中吸光粒子是材料中添加的色素粒子。假设粒子均匀分布且为均匀非散射体系，粒子点之间无相互作用，激光作用于仅限于光吸收过程，无荧光和光化学现象发生，激光通过透明PMMA时无衰减。激光束垂直于焊接在一起。焊接面匀速运动，熔化下层非透明 PMMA，使得两层图3 焊接示意图强度为 I0 的激光束垂 假定激光通过非透明 PMMA基于 Beer-Lambert 定律，射试件，在通过厚度为 z 的吸收层射光强度降低至 I，后，其光强减少量 dI 与光强及通过的