汽車(chē)工業(yè)中,焊接是汽車(chē)零部件與車(chē)身制造中的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié),起著承上啟下的特殊作用;同時(shí),汽車(chē)產(chǎn)品的車(chē)型眾多、成形結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零部件生產(chǎn)專(zhuān)業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化以及汽車(chē)制造在質(zhì)量、效率和成本等方面的綜合要求,都決定了汽車(chē)焊接加工是一個(gè)多學(xué)科、跨領(lǐng)域和技術(shù)集成性強(qiáng)的生產(chǎn)過(guò)程:
1. 對(duì)焊接件的尺寸精度要求高:為了保證產(chǎn)品的裝配精度和尺寸穩(wěn)定性,要求盡可能減少薄板件在焊前的精度偏差和焊后的熱應(yīng)力與變形;
2. 對(duì)焊縫接頭的性能要求高:焊接接頭不僅要滿足靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的力學(xué)性能指標(biāo),而且有苛刻的低周疲勞性能要求;
3. 對(duì)批量焊接生產(chǎn)品質(zhì)高且一致性好的要求;
4. 對(duì)焊接生產(chǎn)過(guò)程高節(jié)拍、高效率的要求;
5. 對(duì)“零缺陷”的質(zhì)量控制與保證,提出了自動(dòng)化焊接過(guò)程的監(jiān)測(cè)與信息化管理的要求。
針對(duì)汽車(chē)產(chǎn)品“更輕、更安全、性能更好且成本更低”的發(fā)展目標(biāo),當(dāng)前的汽車(chē)焊接技術(shù)正在傳統(tǒng)的材料連接概念與方法的基礎(chǔ)上迅速地延伸和拓展,并向先進(jìn)的“精量化焊接制造”的方向發(fā)展,其中主要的焊接方法有電阻焊、氣體保護(hù)焊、等離子焊、激光焊接技術(shù)(主要用于車(chē)身拼焊、焊接和零件焊接)、塑料焊接技術(shù)等。由于美斯特超聲專(zhuān)注于超聲波焊接等塑料焊接技術(shù)的研究,所以本文僅就塑料焊接技術(shù)一項(xiàng)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明:
塑料焊接技術(shù) :
超聲波塑焊是將高頻率機(jī)械振動(dòng)通過(guò)工件傳到接口部分,使分子加速運(yùn)動(dòng)。分子摩擦轉(zhuǎn)換成熱量使接口處塑料熔化,從而使兩個(gè)焊件以分子聯(lián)接方式真正結(jié)合為一體。因?yàn)檫@種分子運(yùn)動(dòng)是在瞬間完成的,所以絕大部分的超聲波塑焊可以0.25~0.5s內(nèi)完成。超聲波塑焊適用于焊接面積較小,結(jié)構(gòu)規(guī)則和熱塑性的塑料件,如車(chē)窗馬達(dá)、內(nèi)置音響、腳墊、門(mén)板、離合拔叉、備胎箱、保險(xiǎn)杠、濾清器、前擋板等。
熱板熱熔焊接是使用表面熱傳導(dǎo)方式使被焊接塑料工件表面熔化的熱塑性焊接工藝設(shè)備。不受零件材料、尺寸限制,且焊接密封性好。適用于超聲波難熔的塑料件和大尺寸異形工件焊接,如安全氣囊、儀表盤(pán)、遮陽(yáng)板、車(chē)載飲水機(jī)、尾燈、膨脹水箱、剎車(chē)油杯等。
旋轉(zhuǎn)摩擦焊接是通過(guò)工件相對(duì)高速旋轉(zhuǎn)摩擦將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成熱能,使被焊接工件的接觸面摩擦升溫,熔化后加壓,從而焊接在一起。該工藝不受工件尺寸和材料的限制,并且焊接強(qiáng)度同比其他塑料焊接工藝更高,幾乎接近塑料本體強(qiáng)度。適于壁厚大、連接強(qiáng)度要求高的回轉(zhuǎn)體工件的焊接,如進(jìn)氣歧管等。
振動(dòng)摩擦塑料焊接技術(shù)是使工件在加壓的狀況下相互摩擦, 能量沿熔接部位傳導(dǎo), 并且在特別設(shè)計(jì)的部位使塑膠因摩擦生熱而熔化,熔化時(shí)段過(guò)后在繼續(xù)加壓的狀態(tài)下冷卻固化,固化后的接口強(qiáng)度與本體塑膠強(qiáng)度相當(dāng)。 振動(dòng)摩擦焊接適用于焊接面積較大,結(jié)構(gòu)復(fù)雜的工件, 而且對(duì)塑料類(lèi)型沒(méi)有特殊要求。
目前,塑料焊接技術(shù)已被成功地運(yùn)用于汽車(chē)保險(xiǎn)杠焊接、儀表板和儀表盤(pán)焊接、剎車(chē)燈、安全氣囊、汽車(chē)工具箱、汽車(chē)門(mén)板以及其他與發(fā)動(dòng)機(jī)有關(guān)的零部件制造工業(yè)中。近年來(lái),原先許多傳統(tǒng)使用金屬的零部件也開(kāi)始用塑料代替,如進(jìn)氣歧管,儀表指針,散熱器加固,油箱,過(guò)濾器等。
國(guó)內(nèi)汽車(chē)自主品牌廠家的不斷壯大與跨越式發(fā)展,為焊接領(lǐng)域的新技術(shù)應(yīng)用及技術(shù)研究提供了非常好的機(jī)遇。低能耗、高效率、無(wú)毒、無(wú)污染的焊接設(shè)備將是今后汽車(chē)焊接線上的技術(shù)進(jìn)步趨勢(shì)。