激光透射连接技术以其精度高、污染小、易控制的优点,越来越多地被应用于热塑性聚合物之间的连接。然而由于聚合物相容性和熔点的差异,不同种材料的连接强度并不是很高。本文通过在玻纤增强尼龙66(GFR-PA66)和尼龙66(PA66)表面镀金属Al层改善材料相容性,提高了聚碳酸酯(PC)/GFR-PA66和聚氯乙烯(PVC)/PA66的激光透射连接强度,对PC/GFR-PA66与PVC/PA66接头的连接机理和工艺进行了研究,并通过有限元模拟了PVC/PA66连接过程中的温度场分布。首先,分别采用冷喷涂技术和磁控溅射技术在GFR-PA66和PA66表面镀金属Al层,改善上下层材料相容性。使用VHX-1000型超景深三维显微镜观察镀层后PC/GFR-PA66、PVC/PA66接头处焊缝的微观组织形貌和纤维分布以及Al原子的分布,分析了焊缝区域由热降解产生的高压均匀小气泡、玻璃纤维与熔融聚合物之间形成的微机械锚接作用以及Al原子在熔融聚合物之间的迁移对接头连接质量的影响。采用表面接触角测量仪研究了金属Al原子的加入对PA66表面接触角的影响(即镀膜后PA66表面自由能的变化),从而计算出镀膜对上下层材料分子范德华力的影响,在物理连接方面解释了接头强度提高的原因。使用XPS分析焊缝处的化学键信息,分析了连接过程中生成了新化学键Al-O-C和Al-Cl,从而在化学反应的原理上解释了形成高强度接头的原因。然后,使用响应面法(RSM)对实验过程进行了设计规划,建立了工艺参数(溅射参数和焊接参数)与接头宽度和连接强度之间的数学模型,分析了工艺参数对连接质量的交互式影响,同时基于最大连接强度和最小焊接成本(最小焊缝宽度)的原则,优化了工艺参数组合。最后,运用ANSYS软件建立了PVC与PA66激光透射焊接的温度场有限元模型,得到了接头连接界面处温度场随时间变化的规律。通过数值模拟计算了在不同激光功率或扫描速度条件下,接头焊缝处温度场和接头宽度的变化趋势,结果与实验趋势基本一致,验证了温度场有限元模拟结果的准确性,为通过有限元模拟优化工艺参数提供了依据。本文为研究相容差的异种热塑性聚合物之间激光透射连接的机理奠定了理论基础,同时也为实际工业应用中的激光透射连接PA66与其他聚合物提供了技术支持。