汽车内外饰焊接工艺知识及设计注意点

对于热塑性的汽车塑料零件来讲，焊接是非常常用的工艺。通常来讲，塑料零件之间的焊接是不可逆的，同时也没有火星飞溅。
看看以下几种：
1. 热熔焊接 2. 超声波焊接
3. 振动摩擦焊接 4. 热板焊接
冲头既可以是冷的，也可以是热的，还可以是超声波能量
热熔焊接
热熔焊接，又叫热铆焊接，是利用塑料零件上预留的铆柱、筋等，对应穿过需连接的对手零件后，塑料零件上凸出的部分在受控热融软化后，利用铆头或其他成型工具压紧冷却重新成型，以实现不同材质的材料机械铆合装配的一种连接方式。
△1：热气精确加热BOSS柱凸出部分
△2：非接触式加热工艺，加热过程洁净无污染、振动
△3：冷却模头压紧已经受热软化的BOSS柱，重塑成铆钉帽
△4：铆钉成型，实现紧固
超声波焊接
超声波焊接是通过振荡电路振荡出高频信号，由换能器转化为机械能，该能量通过焊头传导到塑料工件上，以每秒上几十万次的振动，加上压力，使塑料工件的接合面剧烈摩擦后熔化，振动停止后继续维持工件上的短暂压力，使两个零件以分子链接的方式凝固为一体。
由于超声波焊接是通过分子之间的链接来实现的，故不同材料相互之前的超声波焊接特性均有所不同，焊接相容性也各有差异。
超声波焊接机基本结构如图所示

不同材料的结合推荐

焊接注意事项
△1：易吸收水分的材质需充分干燥，用高压或高温除掉蒸汽压
△2：不同材质件的焊接前提是熔点差在38℃之内，而且分子结构要相似
△3：厚度越厚对熔融层的影响也越大，熔融时间和固化时间也增加
焊接性能影响因素：1.PLASTIC结构~2.材质的熔融温度~3.硬度、弹性~4.不同材质的特性~5.湿度~6.熔融速度~7.树脂添加剂
振动摩擦焊接
振动摩擦焊接，是将两个零件在加压状态下相互摩擦，能量沿熔接口部位传导生热而熔化，继而在压力的作用下冷却并完成固化。
振动摩擦焊接，经常被用于仪表板与风道、仪表板与气囊支架、发动机进气支管、封闭的罐体、车灯等零件上。
热板焊接
热板焊接，是采用抽板式结构，利用电加热的金属模具，将加热板热量传递给上下塑料加热件的熔接面，使其表面熔融，然后将加热板迅速退出，上下两片加热件加热后熔融面融合、固化，被焊接为一体。
热板焊的强度高、效率高、可靠性高，零件、焊接部位的形状设计相对容易。但单次焊接的工时较长，粘在热板上的塑料树脂可能出现拉丝现象。
激光焊接
激光透射焊接中，激光光束穿透上层透射部件，照着到下层吸收激光的部件。激光能量被吸收部件中的染料或添加剂颗粒吸收，转化为热量。吸收部件融化，通过热传导，热量传递到上层透射零件中。在焊接开始前，两部件在外部压力的作用下相互接触。焊接过程中，零件被局部加热，材料的热膨胀会提供附加的内部焊接压力。在内部和外部焊接压力的共同作用下，两部件被牢固的焊接在一起。激光光束和焊接部件的相对移动形成整条焊缝。
工艺过程
不同材料的结合推荐
构造设计
不管采用哪一种铆接工艺，零件上的铆柱设计与成形尺寸原理是相同的。从强度方面去考虑的话会推荐超声波形式，结合公司的情况出发吧，满足性能就行，毕竟总不能开发一个车公司就投资设备吧。所以设计者也一定要了解公司的设备情况哦。
常见的三种铆点形状：圆形铆点、内凹的圆形铆点和矩形铆点。前两种对应我们的BOSS柱构造，后面对应的是我们焊接片构造，根据产品形状、布置空间、性能要求进行选择。
圆形铆点设计
注意点：
  • 推荐的配合孔直径为1.1D，最大不超过1.25D。
  • 推荐的铆柱高度为D，最大不超过1.5D。
  • 增加圆角和倒角，避免根部裂纹提高铆接强度。
  • 图上建议尺寸适用于直径≤4mm的铆柱。
下面列出了可能的铆柱尺寸。一般设计准则，焊头型腔体积设计为铆柱体积的95%，以保证材料完全填充满焊头型腔。
内凹圆形铆点设计
注意点：
  • 推荐的配合孔直径 为1.1D，最大不超过1.25D。
  • 推荐的铆柱高度为0.8D，最大不超过1.5D。
  • 增加圆角和倒角，避免根部裂纹提高铆接强度。
  • 图上建议尺寸适用于直径≤8mm的铆柱。
矩形铆点设计
下面列出了可能的铆柱尺寸。一般设计准则，焊头型腔体积设计为铆柱体积的95%，以保证材料完全填充满焊头型腔。
另外，零件上设计铆接结构时，应确保铆柱垂直于连接件表面。
上述是某焊接厂商的推荐值，仅供参照，知悉这样的理念就行，现在内饰设计的规格与之不符的蛮多，就比如下面的，逻辑就是守住设计目标（焊接强度100N的400N的都有，当然也要结合材料），知悉公司设备，设计够用的就行。

汇总：

（本文完）

END

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