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汽车行业中的超声波塑料焊接工艺

汽车工业中,焊接是汽车零部件与车身制造中的一个关键环节,起着承上启下的特殊作用;同时,汽车产品的车型众多、成形结构复杂、零部件生产专业化、标准化 以及汽车制造在质量、效率和成本等方面的综合要求,都决定了汽车焊接加工是一个多学科、跨领域和技术集成性强的生产过程:
1. 对焊接件的尺寸精度要求高:为了保证产品的装配精度和尺寸稳定性,要求尽可能减少薄板件在焊前的精度偏差和焊后的热应力与变形;
2. 对焊缝接头的性能要求高:焊接接头不仅要满足静态和动态的力学性能指标,而且有苛刻的低周疲劳性能要求;
3. 对批量焊接生产品质高且一致性好的要求;
4. 对焊接生产过程高节拍、高效率的要求;
5. 对“零缺陷”的质量控制与保证,提出了自动化焊接过程的监测与信息化管理的要求。
        针对汽车产品“更轻、更安全、性能更好且成本更低”的发展目标,当前的汽车焊接技术正在传统的材料连接概念与方法的基础上迅速地延伸和拓展,并向先进的 “精量化焊接制造”的方向发展,其中主要的焊接方法有电阻焊、气体保护焊、等离子焊、激光焊接技术(主要用于车身拼焊、焊接和零件焊接)、塑料焊接技术 等。由于国升超声专注于超声波焊接等塑料焊接技术的研究,所以本文仅就塑料焊接技术一项进行详细说明:
塑料焊接技术 :
        超声波塑焊是将高频率机械振动通过工件传到接口部分,使分子加速运动。分子摩擦转换成热量使接口处塑料熔化,从而使两个焊件以分子联接方式真正结合为一 体。因为这种分子运动是在瞬间完成的,所以绝大部分的超声波塑焊可以0.25~0.5s内完成。超声波塑焊适用于焊接面积较小,结构规则和热塑性的塑料 件,如车窗马达、内置音响、脚垫、门板、离合拔叉、备胎箱、保险杠、滤清器、前挡板等。 
        热板热熔焊接是使用表面热传导方式使被焊接塑料工件表面熔化的热塑性焊接工艺设备。不受零件材料、尺寸限制,且焊接密封性好。适用于超声波难熔的塑料件和大尺寸异形工件焊接,如安全气囊、仪表盘、遮阳板、车载饮水机、尾灯、膨胀水箱、刹车油杯等。
        旋转摩擦焊接是通过工件相对高速旋转摩擦将机械能转换成热能,使被焊接工件的接触面摩擦升温,熔化后加压,从而焊接在一起。该工艺不受工件尺寸和材料的限 制,并且焊接强度同比其他塑料焊接工艺更高,几乎接近塑料本体强度。适于壁厚大、连接强度要求高的回转体工件的焊接,如进气歧管等。
        振动摩擦塑料焊接技术是使工件在加压的状况下相互摩擦, 能量沿熔接部位传导, 并且在特别设计的部位使塑胶因摩擦生热而熔化,熔化时段过后在继续加压的状态下冷却固化,固化后的接口强度与本体塑胶强度相当。 振动摩擦焊接适用于焊接 面积较大,结构复杂的工件, 而且对塑料类型没有特殊要求。
        目前,塑料焊接技术已被成功地运用于汽车保险杠焊接、仪表板和仪表盘焊接、刹车灯、安全气囊、汽车工具箱、汽车门板以及其他与发动机有关的零部件制造工业 中。近年来,原先许多传统使用金属的零部件也开始用塑料代替,如进气歧管,仪表指针,散热器加固,油箱,过滤器等。 
        国内汽车自主品牌厂家的不断壮大与跨越式发展,为焊接领域的新技术应用及技术研究提供了非常好的机遇。低能耗、高效率、无毒、无污染的焊接设备将是今后汽车焊接线上的技术进步趋势。

[来源:原创] [作者:国创电气] [日期:13-07-05]
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