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1、精密注塑技术部编制,焊接工艺及结构设计,二、焊接件的结构设计,介绍常用焊接件的结构设计注意事项,精密注塑技术部编制,常用的焊接种类,电阻焊、超声波焊（金属、塑料）、锡焊、热板焊、摩擦焊、激光焊等,精密注塑技术部编制,电阻焊是将被焊工件压紧于两电极之间，并施以电流，利用电流流经工件接触面及邻近区域产生的电阻热效应将其加热到熔化或塑性状态，使之形成金属结合的一种方法。,电阻焊种类及工艺介绍,1,精密注塑技术部编制,1、电阻焊常用种类 有点焊、缝焊、对焊和凸焊四种，我们常用的是点焊和凸焊。,精密注塑技术部编制,我们常用的是凸焊，以下针对凸焊进行工艺介绍,点焊的工艺过程： 1、预压，保证工件接触良好。
2、 2、通电，使焊接处形成熔核及塑性环。 3、断电锻压，使熔核在压力继续作用下冷却结晶，形成组织致密、无缩孔、裂纹的焊点,点焊、凸焊 点焊是将焊件装配成搭接接头，并压紧在两柱状电极之间，利用电阻热熔化母材金属，形成焊点的电阻焊方法。点焊主要用于薄板焊接。凸焊是点焊的一种变型形式;在一个工件上有预制的凸点，凸焊时，一次可在接头处形成一个或多个熔核,精密注塑技术部编制,2、点焊工艺介绍,焊接电流 焊接时间 电极压力 电极形状及材料性能 零件表面状况等,2.1 焊接主要参数,精密注塑技术部编制,焊接时流经焊接回路的电流称焊接电流，对点焊质量影响最大，电流过大产生喷溅，焊点强度下降，电流过小，焊接点没有
3、强度,焊接电流,焊接主要参数,电阻焊时的每一个焊接循环中，自电流接通到停止的持续时间，称焊接通电时间，时间长短对点焊制造影响也很大，时间长，热量输入过多也会产生喷溅，降低焊点强度。,焊接时间,通过电极施加在焊件上的压力。当压力过小。易产生喷溅；压力过大时，使焊接区接触面积增大，电流密度减小，熔核尺寸下降，严重时会出现未焊透的缺陷。一般认为，在增大电极压力的同时，适当加大焊接电流或焊接时间一维持焊接加热程度不变。焊接压力是通过压缩空气产生的，所以点焊时的气压决定了焊接压力，一般要求的气压0.4Mpa0.6Mpa,电极压力,主要是指电极头尺寸，点焊时与焊接表面接触的电极端头部分。由于电极的接触面积
4、决定着电流密度，电极材料的电阻率和导热性关系着热量的产生和散失，因而电极的形状和材料对熔核 的形成有显著影响。随着电极端头的变形和磨损，接触面积将增大，焊点强度将降低。,零件表面状况,电极形状材料,工件表面上的氧化物污垢、油和其他杂质增大了接触电阻。过厚的氧化物层甚至会使电流不能通过。局部的导通，由于电流密度过大，则会产生飞溅和表面烧损。氧化物层的不均匀性还会影响各个焊点加热的不一致，引起焊接质量的波动。因此，彻底清理工件表面是保证获得优质接头的必要条件。,为了保证熔核尺寸和焊点强度，焊接时间与焊接电流在一定范围内可以互为补充。为了获得一定强度的焊点，可以采用大电流和短时间（强条件，又称强规范
5、），也可以采用小电流和长时间（弱条件，又称弱规范）。,精密注塑技术部编制,2.2 点焊的基本循环,预压程序 焊接程序 维持程序 休止程序,一个完整的焊接过程包含以下四个程序：,精密注塑技术部编制,2.2.1 焊接过程四个程序作用,预压程序 预压的作用：在电极压力的作用下清除一部分接触表面的油污和氧化膜，形成物理接触点，为以后焊接电流的顺利通过及表面原子的结合作好准备。 焊接程序 焊接的作用：在热和机械（力）的作用下形成核熔。 维持程序 维持的作用：切断焊接电流，电极压力继续维持至熔核凝固到足够强度，直至获得需要的熔核尺寸。 休止程序 休止的作用:是液态金属（熔接）在压力作用下更换的冷却结晶。,
6、精密注塑技术部编制,2.2.2 焊接工艺参数选择,精密注塑技术部编制,2.2.3 电极材料选择,钨（W）、钼（Mo) 钨电极材料有纯钨、钨基高比重合金及钨铜合金，钨基高比重合金是钨中加入少量的镍铁或镍铜烧结而成，钨铜复合材料含有10-40%（重量之比）的铜 钼电极钨、钼电极具有硬度高，熔点高，高温工作性能优越特点，适合于焊接有色金属铜、铝、镍等。,氧化铝铜 （CuAI203) 氧化铝铜 （CuAI203)具有高强度、高温机械性及良好的导电性，具有出色的耐磨性、寿命长。焊接镀锌板不会粘电极,铬锆铜（CuCrZr) 氧化铝铜 （CuAI203)具有优良的导电性、高温机械性能,精密注塑技术部编制,2
7、.2.4 焊接零件结构设计,焊接面增加凸点，增加焊接拉脱力 焊接面积大于电极接触面 焊接面尽量避免锡镀层 焊接工件须位置一致性（限位结构）,精密注塑技术部编制,3、常见的焊接缺陷及原因,精密注塑技术部编制,超声波焊种类及工艺介绍,2,超声波金属焊接,超声波塑料焊接 是利用高频振动波传递到两个需焊接的物体表面，在加压的情况下，使两个物体表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合,超声波金属焊接 是利用高频振动波传递到两个需焊接的金属表面，在加压的情况下两个金属表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合的原理进行的焊接技术。,按声波的高频振荡能量传播方向可分为两种基本类型 垂直于焊接表面（超声波塑料焊接）；切向传
8、递到焊接表面（超声波金属焊接）,精密注塑技术部编制,1、超声波塑料焊接工艺,1)工作原理 既不要向工件输入电流，也不向工件引入高温热源，只是在 静态压力及弹性振动能的共同作用下，将机械动能转变成工件间摩擦功形变能和随之而产生的温升，从而使工件在固态下实现连接。,弹性振动能量的大小取决于引入工件的振幅大小,精密注塑技术部编制,2 超声波焊接的基本循环,预压程序 施加可控压力于焊头上，使两个零件加紧在一起 焊接程序 焊头垂直振动，通过预先设定的时间将高频振幅传递到两工件的结合面 保压程序 施加加紧力并让塑料件熔化后冷却并固化,一个完整的焊接过程包含以下三个程序：,精密注塑技术部编制,压力大小，影响
9、热熔后零件的凝固成型，根据零件的实际结构来设定，对于薄型零件，压力过大容易变形，并不是越大越好,压力,焊接主要参数,高速震动，产生热能，使焊接面熔融。,能量,和能量互补,焊接时间,热熔后两零件凝固成型的时间。过短，焊接后零件不能很好的熔接在一起，影响拉力或气密性,零件平面度,保压时间,零件不平整，影响焊接效果,精密注塑技术部编制,3、焊接面结构设计,120 ,90 ,60 ,45 ,焊接筋角度,精密注塑技术部编制,基本型,W,W 64,W 4,W 8,精密注塑技术部编制,阶梯型,精密注塑技术部编制,阶梯型,45, 1.50,0.25 0.64,0.40,0.17,0.03,0.20,0.30,
10、精密注塑技术部编制,阶梯型,0.130.29 75 m 0.300.44 115 m 0.45 以上 150 m,焊接筋高,火花纹凹,火花纹,Energy Director with Opposing Textured Surface,精密注塑技术部编制,阶梯型（十字交叉型）,齿型,齿型高度约焊 接筋的60%,精密注塑技术部编制,榫槽型,3.0,1.5,0.6,2.0,0.7,( 0.7 ),角度 3 5 ,精密注塑技术部编制,剪切型,精密注塑技术部编制,剪切型,0.1,0.5,0.25,0.1,0.25,0.5,精密注塑技术部编制,基本型,超声铆接结构,Before After,2 D,0.
11、5 D,1.6 D,D,D/2 RAD,D,D2,精密注塑技术部编制,低矮型,焊接前 焊接后,Horn,0.6 D,1.5 D,0.25 D,D,0.75D,D/2,D2,精密注塑技术部编制,半圆形铆接型,焊接前 焊接后,2.1 D,0.5 D,D,D1-5,2 D,0.5 D,精密注塑技术部编制,中空型铆接,焊接前 焊接后,1.5 D,0.25 D,D2,D1,D2=D1/2,精密注塑技术部编制,高压型铆接,2D,D,0.3-0.5D,D0.5,90,焊接前,焊接后,焊接后,精密注塑技术部编制,点焊型,T,1.5T,1.5T,3T,精密注塑技术部编制,D,D+0.030“,D+0.015“,
12、D-0.045“,D=1/4“以下1000W D=1/2“以下2000W,塑件,金属螺钉,(D1),(D2),超声嵌插结构,精密注塑技术部编制,D2,D1,剪超声嵌插尺寸,精密注塑技术部编制,剪超声嵌插尺寸,D1,D2,4,。,精密注塑技术部编制,1.降低压力，减少延迟时间（提早发振 3.减少熔接时间。 4.引用介质覆盖（如袋） 5.模治具表面处理（硬化或镀铬） 6.机台段数降低或减少上模扩大比。 7.易断裂产品于直角处加角,表面伤痕、裂痕,超声焊接常见缺陷及解决措施,1.降低压力（压力最好在2kg 以下）。 2.减少超音波熔接时间（降低强度标准）。 3.增加硬化时间（至0.8 秒以上） 4.
13、分析超音波上下模是否可局部调整（非必要时）。 5.分析产品变形主因，予以改善。,扭曲变形,制品内部零件损坏,1.降低压力、减少超音波熔接时间（降低强度标准）。 2.减少机台功率段数或小功率机台。 3.降低超音波模具扩大比。 4.使用超音波机台微调定位固定。 5.修改超音波导熔线,焊接尺寸超差,溢料或毛边,1.增加熔接安全系数（依序由熔接时间、压力、功率）。 2.启用微调固定螺丝（应可控制到 0.02m/m）。 3.检查超音波上模输出能量是否足够（不足时增加段数）。 4.检查治具定位与产品承受力是否稳合。 5.修改超音波导熔线,1.提早超音波发振时间（避免接触发振） 2.降低压力、减少超音波熔接
14、时间（降低强度标准）。 3.减少机台功率段数或小功率机台。 4.降低超音波模具扩大比。 5.底模受力处垫缓冲橡胶。 6.底模与制品避免悬空或间隙。 7.上模掏孔后重测频率。 8.上模掏孔后贴上富弹性材料。,精密注塑技术部编制,热板焊接种类及工艺介绍,3,热板焊接是指上下两焊接件通过热板加热熔化后，通过外力施加于熔化面上，使融化面接触并固化的一种焊接方式。,名词解释 热熔时间：两个定位模与热模的接触时间为热熔时间 固化时间：两个定位模合模以后的时间 溶解量：产品接触热模往下溶解的值 固化量：两个焊接产品在固化时往下压缩的值,精密注塑技术部编制,1、热板焊接分类,低温长时焊接 预通过发热体加热到一定的温度（一般材料熔融高于30-70）再通过长时间的接触固化（一般在20-60秒）的焊接。 高温短时焊接 考虑到低温焊接效率比较低，而且有些材料的粘度很大，会造成模具粘模。模具温度可以降低材料的粘度。一般设在300-480，热熔时间一般在3-7S根据材料的特性一般高温焊接在材料的熔融温度和分解温度之间，不能超出分解温度。 非接触式焊接 维非
