汽车尾灯塑料焊接传统工艺VS激光焊接

自汽车诞生之日起,尾灯早已成为汽车不可或缺的配置之一。从早期的指示照明,到现如今集转向、刹车、倒车照明、示廓、雾灯等功能于一体的大件,尾灯已经成为众多车企夺取消费者眼球的利器之一。而作为车身外少有暴露的塑料零件之一,尾灯的焊接工艺也一直备受瞩目,焊接也自然成为尾灯“盖棺定论”的最为关键的一道工艺。简而言之,焊的好不好,将是决定尾灯成品率、美观度及密封性的重要因素。

目前,市场上最为主流的尾灯焊接工艺主要有:振动摩擦焊接、热板焊接、超声波焊接、激光焊接等。其中振动摩擦焊接、热板焊接超声波焊接是传统的焊接方式,激光焊接随着设备成本的下降国内激光企业的快速崛起近年来逐步兴起,下面就这几个焊接工艺做个简单对比。

一、超声波焊接

超声波焊接法通过机械高频振动而形成接缝。待装配的部件加压夹持于振荡焊头和固定焊头之间,然后与接触面呈直角,接受频率为20~40KHz的超声振动。交替式高频应力在接缝界面处产生热量,从而形成优质的焊接。

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用于这一工艺的工具十分昂贵,因此,适宜在生产量较大时采用。应用领域包括在多头机上焊接医疗器材所用的阀门和筛检程序、盒体、汽车部件、吸尘器外壳等。

二、摩擦焊接

热塑性塑料摩擦焊接(也称为“旋转焊接”)与金属焊接的原理相同。在这种焊接工艺中,将一片基材固定,另一片基材以受控的角速度旋转。当部件压合在一起时,摩擦热导致聚合物熔融,冷却后即形成焊接。摩擦焊接能产生优良的焊接质量,焊接工艺简单,重复性强,仅适合于至少有一个部件是圆形且不需要角度对齐的应用领域。

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三、振动焊接

振动焊接也称为线性摩擦焊接。两件热塑性部件在适当的压力、频率和振幅下相互摩擦,直到产生足够的热量使聚合物熔融为止。振动停止后,部件彼此对齐,熔化的聚合物固化后形成焊接。

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此焊接工艺主要优点在于能高速焊接大型复杂线性部件。其它强项包括:能同时焊接多个部件,焊接工具简单,几乎能焊接所有热塑性材料,主要用于汽车和家用电器行业。

四、热板焊接

 

对于塑料接合来说,热板焊接是最简单的批量生产技术。高温热板夹于待接缝的表面之间,直到软化为止。此时,将热板抽出,两表面在受控压力之下贴合,保持一段特定的时间后合在一起。然后,让熔融表面冷却,形成焊接。焊接工具或加热组件配有内置电热器,以避免塑料粘连于焊接工具上。

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多种日常用品都采用这一焊接工艺,例如:吸尘器外壳,洗衣机和洗碗机部件、制动液油箱、后灯、指示灯等汽车部件。热板焊接法的弊端在于焊接速度较慢。

五、激光焊接

最常用的激光焊接形式被称为激光透射焊接,首先将两个待焊接塑料零部件加压力夹在一起,然后将一束短波红外区的激光定向到待粘结的部位。激光束通过上层透光材料,然后被下层材料吸收,激光能量被吸收后转换为热能,由于两层材料被压在一起。热能从吸收层传导到透光层上,使得两层材料熔化并结合。

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塑料激光焊接技术属于非接触焊接技术。同其它焊接方法相比,它具有非接触、不透气、不漏水、焊接速度快、精度高、焊缝强度高、无飞边、无残渣、无振动、热应力最小、易于控制、灵活性好、适应性好等诸多优点。塑料激光焊接凭借着诸多优点在市场上将可以取代传统焊接工艺。

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准同步塑料激光焊接汽车车灯平面及曲面,本图来源华焯

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江耀贵

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