汽車儀表盤超聲波焊接機

汽車儀表盤超聲波焊接機

　　為滿足年輕顧客對汽車外形和內飾越來越動感、時尚、個性化的需求，作為重要內飾件和功能件的組合儀表，越來越多地采用炮筒式結構，以達到動感、時尚效果。炮筒式儀表一般是儀表正面裝上2個或3個圓筒形裝飾圈，就像大炮的炮筒，所以叫炮筒式儀表盤。

     不同車型，因價格或造型設計的不同，其炮筒裝飾圈的安裝方式和結構也各不相同。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構。但卡扣式結構復雜，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產生縮壁和縮痕，影響儀表外形的美觀，且卡扣配合存在間隙，在汽車行駛震動過程中會產生異響，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，炮筒裝飾圈無法采用卡扣式結構安裝在儀表曲面玻璃上。所以需找出一種新的安裝結構來解決這些問題。

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

超聲波焊接原理

    超聲波焊接機是由超聲發(fā)生器將220V／50Hz的電能轉換成高頻電振蕩（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換成超聲頻振動。超聲頻振動通過變幅桿放大振幅，并驅動以一定的靜壓力壓在工件表面上的工具產生相應頻率的振動。

     通過上焊件把超聲能量傳送到焊區(qū)，由于焊區(qū)即2個焊接的交界面處聲阻大，因此會產生局部高溫。又由于塑料導熱性差，不能及時散發(fā)，聚集在焊區(qū)，致使2個塑料的接觸面迅速熔化，加上一定壓力后，使其融合成一體。當超聲波停止作用后，讓壓力持續(xù)，保持一段時間，使其凝固成型，這樣就形成一個堅固的分子鏈，達到焊接的目的，焊接強度能接近于原材料本體強度。

   炮筒材料和結構

   炮筒裝飾圈材料為ABS，曲面玻璃材料為PMMA，這2種材料的熔點比較接近，適合采用超聲波焊接技術。炮筒式儀表結構設計是在曲面玻璃上左右對稱安裝2個炮筒裝飾圈，在曲面玻璃上左右各開6個長方形的孔，每個炮筒裝飾圈與曲面玻璃接觸面下方延伸出12根長3mm、寬1.1mm、高5mm的長方體柱，結構如圖1所示。

超聲波焊接設備

　　超聲波焊接設備由一臺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長方形孔放入2根炮筒裝飾圈長方體柱，將超聲波焊接頭壓入2根長方體柱之間，接通電源，手握焊接頭并往下壓。在壓力下使2根長方體柱外側與曲面玻璃開口側接觸，隨之在超聲波超高頻率振動的焊頭適度壓力下，使炮筒裝飾圈上的長方體柱和曲面玻璃上長方形的孔接合面產生磨擦熱而瞬間熔融接合為一體，其焊接時間設定在3s左右。其焊接示意圖見圖3，超聲波焊接操作見圖4。

      與卡扣式安裝結構相比，采用超聲波焊接結構的炮筒式儀表，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問題。采用超聲波焊接后的炮筒式儀表。

總結

   　通過創(chuàng)新應用超聲波焊接技術，很好地解決了汽車炮筒式儀表盤的卡扣式安裝結構零件注塑縮痕和安裝松動問題。該方法操作簡單，成本低，節(jié)能環(huán)保。采用超聲波焊接技術的炮筒式儀表，安裝牢固、無明顯間隙、外形美觀，提升了產品的品質和性能，從而提高了顧客的滿意度。