CN105690739A - 一种使金属和塑料良好连接的超声波塑料铆焊方法 - Google Patents

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Abstract

一种使金属和塑料良好连接的超声波塑料铆焊方法：在金属焊件上开有2个以上的T形销孔；制作形状与T形销孔相吻合的T形塑料铆钉，T形塑料铆钉的底端形成有向下凸出的导能筋；在塑料焊件上开有2个以上的T形销孔相对应的凹槽；将金属焊件放置在塑料焊件上面并对齐；将T形塑料铆钉插入到金属焊件的T形销孔内；对T形塑料铆钉底部的导能筋与塑料焊件进行超声波塑料熔化焊接，使T形塑料铆钉底端的导能筋熔化于凹槽内；冷却成形，形成平齐的焊接接头；进行焊后清理及检测。本发明的一种使金属和塑料良好连接的超声波塑料铆焊方法，保证了金属焊件与塑料焊件的牢固结合。本发明可以实现批量生产，节约劳动成本，提高生产效率。

Description

一种使金属和塑料良好连接的超声波塑料铆焊方法
技术领域
本发明涉及一种工艺方法。特别是涉及一种使金属和塑料良好连接的超声波塑料铆焊方法。
背景技术
随着现代工业的发展，组合利用金属和塑料的复合构件既能平衡二者的使用性能和经济效益，又可以实现结构轻量化。如果能够研发一种可以实现金属和塑料良好连接的技术，那么将对汽车、五金、电子、电器、仪器仪表、航空航天和汽车制造等众多领域大有裨益。
超声波铆焊是一种连接异种材料(通常是塑料与金属或异种塑料)的焊接方法。传统的超声波铆接，在被焊材料(塑料)上加工出凸台或柱销，在另一被焊材料(金属或塑料)上相应位置加工出相应尺寸的通孔，通过超声波塑料焊接设备，将高频电能转化为高频机械能以往复纵向方式作用于塑料焊件上的凸台或柱销上，使其熔化并在开有通孔的焊件底部形成接头，以锁定另一焊件。传统的超声波铆焊需要在塑料焊件上加工出凸台或柱销，存在加工困难、生产成本高、生产效率低、焊后接头不平齐等问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种针对柱销为塑料铆钉的塑料装置的使金属和塑料良好连接的超声波塑料铆焊方法。
本发明所采用的技术方案是：一种使金属和塑料良好连接的超声波塑料铆焊方法，对需要相互固定结合为一体的塑料焊件和金属焊件，包括进行如下步骤：
1)在所述的金属焊件上开有2个以上的上下贯通的台阶状的T形销孔；
2)制作形状与所述金属焊件上开有的T形销孔相吻合的T形塑料铆钉，所述T形塑料铆钉的底端形成有向下凸出的导能筋；
3)在所述的塑料焊件上开有2个以上的凹槽，所述2个以上的凹槽与所述金属焊件上的2个以上的T形销孔相对应设置；
4)将金属焊件放置在塑料焊件上面并对齐，并留有设定的间隙，且金属焊件上的各T形销孔与塑料焊件的各凹槽也相应对齐；
5)将T形塑料铆钉插入到金属焊件的T形销孔内；
6)采用超声波塑料铆焊方式对所述T形塑料铆钉底部的导能筋与所述的塑料焊件进行超声波塑料熔化焊接，使T形塑料铆钉底端的导能筋熔化于所述的凹槽内，随着T形塑料铆钉底端的导能筋的熔化，将所述塑料焊件推向金属焊件，使塑料焊件与金属焊件紧密结合；
7)焊后，冷却成形，形成平齐的焊接接头；
8)进行焊后清理及检测。
步骤2)所制作的T形塑料铆钉底端形成的导能筋为锥形或三角形结构。
步骤3)所述的凹槽的直径与所述的T形塑料铆钉垂直部分的直径相同，并且T形塑料铆钉底端的导能筋熔化后的体积与塑料焊件上的凹槽的体积相同。
步骤2)所制作的T形塑料铆钉与所述的T形销孔符合过渡配合，且当T形塑料铆钉插入到金属焊件的T形销孔内时，T形塑料铆钉与所述的T形销孔完全吻合，T形塑料铆钉底端的导能筋伸出金属焊件的底面。
步骤5)所述的T形塑料铆钉与所述的金属焊件为铆接配合。
步骤6)所述的超声波铆焊方式的焊接参数为：压力65—85psi，振幅60—80μm，能量800—1000J。
本发明的一种使金属和塑料良好连接的超声波塑料铆焊方法，保证了金属焊件与塑料焊件的牢固结合。本发明可以实现批量生产，节约劳动成本，提高生产效率。并且可以根据实际需求来选择铆焊位置、塑料铆钉的大小和尺寸。
附图说明
图1是本发明中金属焊件或塑料焊件的示意图；
图2是本发明中形成有T形销孔的金属焊件的结构示意图；
图3是图2的俯视图；
图4是本发明中形成有凹槽的塑料焊件的结构示意图；
图5是图4的俯视图；
图6是本发明中T形塑料铆钉的结构示意图；
图7是本发明中形成有T形销孔的金属焊件与塑料焊件焊接前对接的示意图；
图8是在图7中插入T形塑料铆钉的结构示意图；
图9是本发明中焊接后的成品示意图。
图中
1：塑料焊件2：金属焊件
3：T形销孔4：T形塑料铆钉
5：导能筋6：凹槽
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明的一种使塑料和金属良好连接的超声波塑料铆焊方法做出详细说明。
本发明的一种使金属和塑料良好连接的超声波塑料铆焊方法，对需要相互固定结合为一体的如图1所示的塑料焊件1和金属焊件2，包括进行如下步骤：
1)如图2、图3所示，在所述的金属焊件2上开有2个以上的上下贯通的台阶状的T形销孔3；
2)如图4所示，制作形状与所述金属焊件2上开有的T形销孔3相吻合的T形塑料铆钉4，T形塑料铆钉4和塑料焊件1为同种或异种焊接性能好的材料。所述T形塑料铆钉4的底端形成有向下凸出的导能筋5，所述的导能筋5为锥形或三角形结构，具体形状尺寸视生产需要而定；
所制作的T形塑料铆钉4与所述的T形销孔3符合过渡配合，且当T形塑料铆钉4插入到金属焊件2的T形销孔3内时，T形塑料铆钉4与所述的T形销孔3完全吻合，T形塑料铆钉4底端的导能筋5伸出金属焊件2的底面。
3)如图5、图6所示，在所述的塑料焊件1上开有2个以上的凹槽6，所述2个以上的凹槽6与所述金属焊件2上的2个以上的T形销孔3相对应设置，所述的凹槽6的直径与所述的T形塑料铆钉4垂直部分的直径相同，T形塑料铆钉4底端的导能筋5熔化后的体积与塑料焊件上的凹槽6的体积相同；
4)如图7所示，将金属焊件2放置在塑料焊件1上面并对齐，并留有设定的间隙，且金属焊件2上的各T形销孔3与塑料焊件1的各凹槽6也相应对齐；
5)如图8所示，将T形塑料铆钉4插入到金属焊件2的T形销孔3内，所述的T形塑料铆钉4与所述的金属焊件2为铆接配合；
6)如图9所示，采用超声波塑料铆焊方式对所述T形塑料铆钉4底部的导能筋5与所述的塑料焊件1进行超声波塑料熔化焊接，使T形塑料铆钉4底端的导能筋5熔化于所述的凹槽6内，二者相互融合，随着T形塑料铆钉4底端的导能筋5的熔化，将所述塑料焊件1推向金属焊件2，使塑料焊件1与金属焊件2紧密结合，所述的超声波塑料铆焊方式的焊接参数为：压力65—85psi，振幅60—80μm，能量800—1000J；
在焊接前，应认真熟悉施工图纸及工艺，严格遵守工艺规范施焊；装配精度、导能筋尺寸和精度是否符合相应质量标准要求；对待焊区域进行除油等清理，避免杂质对焊接质量的影响；检查焊机工作状态是否正常，设定相应的焊接各个参数；
7)焊后，冷却成形，形成平齐的焊接接头；
8)进行焊后清理及检测，包括：
焊后仔细清理焊缝焊；焊后按照相关标准对焊缝进行无损检测；对于有缺陷需返修的焊缝，根据实际情况进行修复，修复后再进行无损检测；焊缝质量应符合相关验收标准的要求。
采用上述的焊接工艺，所述的T形塑料铆钉4的底部与所述的塑料焊件1牢固结合，进而也就使得所述的T形塑料铆钉4的上部分牢固的卡在所述的金属焊件2内，从而保证了塑料焊件1与金属焊件2的牢固结合。
尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种使金属和塑料良好连接的超声波塑料铆焊方法，对需要相互固定结合为一体的塑料焊件(1)和金属焊件(2)，其特征在于，包括进行如下步骤：
1)在所述的金属焊件(2)上开有2个以上的上下贯通的台阶状的T形销孔(3)；
2)制作形状与所述金属焊件(2)上开有的T形销孔(3)相吻合的T形塑料铆钉(4)，所述T形塑料铆钉(4)的底端形成有向下凸出的导能筋(5)；
3)在所述的塑料焊件(1)上开有2个以上的凹槽(6)，所述2个以上的凹槽(6)与所述金属焊件(2)上的2个以上的T形销孔(3)相对应设置；
4)将金属焊件(2)放置在塑料焊件(1)上面并对齐，并留有设定的间隙，且金属焊件(2)上的各T形销孔(3)与塑料焊件(1)的各凹槽(6)也相应对齐；
5)将T形塑料铆钉(4)插入到金属焊件(2)的T形销孔(3)内；
6)采用超声波塑料铆焊方式对所述T形塑料铆钉(4)底部的导能筋(5)与所述的塑料焊件(1)进行超声波塑料熔化焊接，使T形塑料铆钉(4)底端的导能筋(5)熔化于所述的凹槽(6)内，随着T形塑料铆钉(4)底端的导能筋(5)的熔化，将所述塑料焊件(1)推向金属焊件(2)，使塑料焊件(1)与金属焊件(2)紧密结合；
7)焊后，冷却成形，形成平齐的焊接接头；
8)进行焊后清理及检测。
2.根据权利要求1所述的一种使金属和塑料良好连接的超声波塑料铆焊方法，其特征在于，步骤2)所制作的T形塑料铆钉(4)底端形成的导能筋(5)为锥形或三角形结构。
3.根据权利要求1所述的一种使金属和塑料良好连接的超声波塑料铆焊方法，其特征在于，步骤3)所述的凹槽(6)的直径与所述的T形塑料铆钉(4)垂直部分的直径相同，并且T形塑料铆钉(4)底端的导能筋(5)熔化后的体积与塑料焊件上的凹槽(6)的体积相同。
4.根据权利要求1所述的一种使金属和塑料良好连接的超声波塑料铆焊方法，其特征在于，步骤2)所制作的T形塑料铆钉(4)与所述的T形销孔(3)符合过渡配合，且当T形塑料铆钉(4)插入到金属焊件(2)的T形销孔(3)内时，T形塑料铆钉(4)与所述的T形销孔(3)完全吻合，T形塑料铆钉(4)底端的导能筋(5)伸出金属焊件(2)的底面。
5.根据权利要求1所述的一种使金属和塑料良好连接的超声波塑料铆焊方法，其特征在于，步骤5)所述的T形塑料铆钉(4)与所述的金属焊件(2)为铆接配合。
6.根据权利要求1所述的一种使金属和塑料良好连接的超声波塑料铆焊方法，其特征在于，步骤6)所述的超声波铆焊方式的焊接参数为：压力65-85psi，振幅60-80μm，能量800-1000J。
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