汽車儀表盤(pán)超聲波焊接機(jī)

汽車儀表盤(pán)超聲波焊接機(jī)

　　為滿足年輕顧客對(duì)汽車外形和內(nèi)飾越來(lái)越動(dòng)感、時(shí)尚、個(gè)性化的需求，作為重要內(nèi)飾件和功能件的組合儀表，越來(lái)越多地采用炮筒式結(jié)構(gòu)，以達(dá)到動(dòng)感、時(shí)尚效果。炮筒式儀表一般是儀表正面裝上2個(gè)或3個(gè)圓筒形裝飾圈，就像大炮的炮筒，所以叫炮筒式儀表盤(pán)。

     不同車型，因價(jià)格或造型設(shè)計(jì)的不同，其炮筒裝飾圈的安裝方式和結(jié)構(gòu)也各不相同。很多汽車炮筒式儀表的炮筒裝飾圈與曲面玻璃安裝采用卡扣式安裝結(jié)構(gòu)。但卡扣式結(jié)構(gòu)復(fù)雜，要求卡扣卡角較厚，但厚的卡扣在炮筒裝飾圈注塑成型后會(huì)產(chǎn)生縮壁和縮痕，影響儀表外形的美觀，且卡扣配合存在間隙，在汽車行駛震動(dòng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生異響，從而引起顧客的抱怨。而一些儀表受外形大小和成本的考慮，炮筒裝飾圈無(wú)法采用卡扣式結(jié)構(gòu)安裝在儀表曲面玻璃上。所以需找出一種新的安裝結(jié)構(gòu)來(lái)解決這些問(wèn)題。

    隨著超聲波技術(shù)的發(fā)展，其在汽車零部件中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，特別是在汽車塑料件中的應(yīng)用。下面介紹一種通過(guò)創(chuàng)新設(shè)計(jì)，采用超聲波焊接機(jī)技術(shù)，把炮筒裝飾圈直接焊接在儀表曲面玻璃上的應(yīng)用。

超聲波焊接原理

    超聲波焊接機(jī)是由超聲發(fā)生器將220V／50Hz的電能轉(zhuǎn)換成高頻電振蕩（一般為16～25kHz）電能，施加于超聲換能器上，而超聲換能器將高頻電振蕩轉(zhuǎn)換成超聲頻振動(dòng)。超聲頻振動(dòng)通過(guò)變幅桿放大振幅，并驅(qū)動(dòng)以一定的靜壓力壓在工件表面上的工具產(chǎn)生相應(yīng)頻率的振動(dòng)。

     通過(guò)上焊件把超聲能量傳送到焊區(qū)，由于焊區(qū)即2個(gè)焊接的交界面處聲阻大，因此會(huì)產(chǎn)生局部高溫。又由于塑料導(dǎo)熱性差，不能及時(shí)散發(fā)，聚集在焊區(qū)，致使2個(gè)塑料的接觸面迅速熔化，加上一定壓力后，使其融合成一體。當(dāng)超聲波停止作用后，讓壓力持續(xù)，保持一段時(shí)間，使其凝固成型，這樣就形成一個(gè)堅(jiān)固的分子鏈，達(dá)到焊接的目的，焊接強(qiáng)度能接近于原材料本體強(qiáng)度。

   炮筒材料和結(jié)構(gòu)

   炮筒裝飾圈材料為ABS，曲面玻璃材料為PMMA，這2種材料的熔點(diǎn)比較接近，適合采用超聲波焊接技術(shù)。炮筒式儀表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是在曲面玻璃上左右對(duì)稱安裝2個(gè)炮筒裝飾圈，在曲面玻璃上左右各開(kāi)6個(gè)長(zhǎng)方形的孔，每個(gè)炮筒裝飾圈與曲面玻璃接觸面下方延伸出12根長(zhǎng)3mm、寬1.1mm、高5mm的長(zhǎng)方體柱，結(jié)構(gòu)如圖1所示。

超聲波焊接設(shè)備

　　超聲波焊接設(shè)備由一臺(tái)220V（20kHz）、功率為5kW的超聲發(fā)生器和用于超聲波換能器的焊接頭組成，超聲波焊接設(shè)備如圖2所示。

    超聲波焊接方法

　　筆者采用超聲波焊接的熔接法，將曲面玻璃上的每個(gè)長(zhǎng)方形孔放入2根炮筒裝飾圈長(zhǎng)方體柱，將超聲波焊接頭壓入2根長(zhǎng)方體柱之間，接通電源，手握焊接頭并往下壓。在壓力下使2根長(zhǎng)方體柱外側(cè)與曲面玻璃開(kāi)口側(cè)接觸，隨之在超聲波超高頻率振動(dòng)的焊頭適度壓力下，使炮筒裝飾圈上的長(zhǎng)方體柱和曲面玻璃上長(zhǎng)方形的孔接合面產(chǎn)生磨擦熱而瞬間熔融接合為一體，其焊接時(shí)間設(shè)定在3s左右。其焊接示意圖見(jiàn)圖3，超聲波焊接操作見(jiàn)圖4。

      與卡扣式安裝結(jié)構(gòu)相比，采用超聲波焊接結(jié)構(gòu)的炮筒式儀表，其安裝牢固、外形美觀，很好地解決了零件注塑縮痕和安裝松動(dòng)問(wèn)題。采用超聲波焊接后的炮筒式儀表。

總結(jié)

   　通過(guò)創(chuàng)新應(yīng)用超聲波焊接技術(shù)，很好地解決了汽車炮筒式儀表盤(pán)的卡扣式安裝結(jié)構(gòu)零件注塑縮痕和安裝松動(dòng)問(wèn)題。該方法操作簡(jiǎn)單，成本低，節(jié)能環(huán)保。采用超聲波焊接技術(shù)的炮筒式儀表，安裝牢固、無(wú)明顯間隙、外形美觀，提升了產(chǎn)品的品質(zhì)和性能，從而提高了顧客的滿意度。