論焊接技術(shù)在注塑模具維修中的應(yīng)用

陳業(yè)林 張宏亮 李天華

摘 ?要：在塑料模具維修中常用到的各種焊接技術(shù)，分別介紹了激光焊、氬弧焊、冷焊技術(shù)的原理和特點(diǎn)。在塑料模具維修應(yīng)用中，各種焊接具有不同的優(yōu)點(diǎn)，在焊接模具使用時(shí)具有哪些不同的效果，通過對(duì)比選擇介紹，對(duì)鉗工在塑料模具維修中選擇不同焊接的維修水平和焊工技術(shù)有一定的指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：模具維修;激光焊;氬弧焊;精密

1 引言

注塑模具是一種生產(chǎn)塑料制品的工具，是賦予塑件制品完整結(jié)構(gòu)和精確的尺寸，塑料模具在注塑機(jī)上進(jìn)行生產(chǎn)運(yùn)行，每周期運(yùn)行一次模具都將進(jìn)行開模、合模、頂出，在周而復(fù)始大批量的生產(chǎn)情況下，對(duì)模具的性能損耗是不可避免的，模具在長期使用中受高速、高壓、冷熱交替等工作環(huán)境性能的影響，會(huì)在不確定中突然出現(xiàn)損壞，從而嚴(yán)重影響了注塑產(chǎn)品的生產(chǎn)進(jìn)度。此時(shí)，快而有效的模具修復(fù)技術(shù)凸顯的至關(guān)重要，在模具維修中其型腔的修復(fù)工藝復(fù)雜、技術(shù)要求最高，型腔直接關(guān)系的產(chǎn)品外觀和尺寸，它的特點(diǎn)是精度高體積大，不容易更換，修復(fù)中其焊接技術(shù)的應(yīng)用概率是非常高的，其中模具維修中最為常見的焊接有激光焊接、氬弧焊接、冷焊。

2 激光焊接技術(shù)的特點(diǎn)及應(yīng)用

2.1 激光焊的特點(diǎn)

激光焊是利用高能量密度的激光束作為熱源進(jìn)行焊接一種高效精密的焊接方法，激光焊作為現(xiàn)代高新技術(shù)的產(chǎn)物，是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展必不可少的手段，隨著產(chǎn)品零件形狀越來越復(fù)雜，其對(duì)焊接材料性能和焊接要求越來越高，傳統(tǒng)的焊接方法難以滿足現(xiàn)在高精度產(chǎn)品的要求，以激光束為代表的高能束流的焊接方法，具有高能量密度、深穿透、高精度，適用性強(qiáng)的特點(diǎn)。

激光焊在焊接過程中，是使其在金屬材料上生產(chǎn)小孔，通過小孔往工件的深部傳輸，在激光束的掃描過程中較少橫向擴(kuò)散，材料融合在一起的深度大，焊接速度快，單位時(shí)間焊合的面積大，焊縫深而窄，深寬比能大，傳統(tǒng)的融焊焊縫呈半圓形，深寬比為0.5左右，而激光焊的深寬比達(dá)2-10，并且縫合表面熱影響區(qū)較小。

2.2 激光焊接技術(shù)在模具維修中的應(yīng)用

精密模具的焊接不同于其它零件的焊接，其質(zhì)量要求控制非常嚴(yán)格，而且模仁工件的修復(fù)時(shí)間必須是越快越好。傳統(tǒng)的焊接發(fā)熱影響區(qū)大，對(duì)焊接周邊容易造成下塌、變色，其變形的幾率非常高，如果是焊接面積大再過加溫預(yù)熱在特定的環(huán)境下才能焊接的模具，焊接工序會(huì)非常復(fù)雜，而激光焊接效率更高。根據(jù)鋼的模具的材質(zhì)，選擇相符合的批號(hào)的焊絲，在模具工件上進(jìn)行對(duì)接、端接、深穿入熔化，可以從幾微米到幾十毫米的焊接，從而有效的將模仁的裂縫、尖角、封膠位等處進(jìn)行修補(bǔ)，如上圖二。

3 氬弧焊接技術(shù)的特點(diǎn)和應(yīng)用

3.1 氬弧焊接技術(shù)的特點(diǎn)

焊弧焊是使用惰性氣體的一種氣電保護(hù)焊的焊接方式，是利用連續(xù)送進(jìn)焊絲與工件之間燃燒的電弧作熱源，由焊炬噴嘴噴出的氬氣保護(hù)電弧來進(jìn)行焊接的。

a. 焊縫質(zhì)量高。由于氬氣是一種惰性氣體，不與金屬起化學(xué)反應(yīng)，合金元素不會(huì)被燒損，而氬氣也不熔于金屬，焊接過程基本上是金屬熔化和結(jié)晶的過程，因此，保護(hù)效果好，能獲得較為純凈及高質(zhì)量的焊縫。

b. 焊接中電弧燃燒穩(wěn)定。由于熱量集中，弧柱溫度高，焊接生產(chǎn)效率高，由于電弧受氬氣流的壓縮和冷卻作用，電弧熱量集中，故熱影響區(qū)小，在焊接中應(yīng)力、變形、裂紋傾向小，對(duì)滑塊、管道的打底焊較為適合

c. 氬弧焊使用特點(diǎn)是使用范圍廣。其中可適用大部分主要金屬，包括碳鋼、合金鋼，使用方邊，技術(shù)難度易掌握，在機(jī)械加工、制造、建筑等行業(yè)內(nèi)已被廣泛應(yīng)用，其焊接美觀牢固，如圖三。

3.2 氬弧焊接技術(shù)在模具維修中的應(yīng)用

氬弧焊因使用方便價(jià)格低端現(xiàn)已廣泛用于模具維修中，包括在維修壓鑄模、沖壓模等模具時(shí)都已普遍使用氬弧焊了。由于塑料模具在注塑生產(chǎn)中，對(duì)滑塊、斜頂、模仁等尖角處長時(shí)間碰穿、擦穿，會(huì)出現(xiàn)疲勞損耗，造成出現(xiàn)較大面積的變形和磕碰，此時(shí)，如果選擇激光焊接是非常不方便的，不僅提高了成本同時(shí)效率低下。

在塑料模具氬弧焊接之前，必須先將需要焊接的部位先進(jìn)行清潔處理，否則焊接完成以后會(huì)出現(xiàn)氣孔。在焊接之時(shí)，焊槍、焊絲與焊件之間須保持正確的相對(duì)位置，這會(huì)根據(jù)焊件形狀等情況來決定的。像手工鎢極氬弧焊的焊槍、焊絲與焊件之間的角度如圖四所示。

焊槍與焊件的夾角過小，會(huì)降低氬氣的保護(hù)效果;如果夾角過大，操作及填加焊絲會(huì)比較困難。

4 模具冷焊技術(shù)的特點(diǎn)和應(yīng)用

4.1 模具冷焊技術(shù)的特點(diǎn)

冷焊是利用以電極材料與工件部位接觸，在超短時(shí)間內(nèi)瞬間放電加熱原理，利用電容放電時(shí)高溫把補(bǔ)材材料熔進(jìn)工件表面，熔融后的補(bǔ)材和工件表面產(chǎn)生結(jié)合度很高的冶金結(jié)合形式的強(qiáng)化層，剝離性能高于工件材料，其焊接速度快，焊后無色差，如圖五。

a. 使用方便。相對(duì)于激光焊和氬弧焊相比較而言，冷焊不需要?dú)鍤?，攜帶方便，安全系數(shù)較高，適用于流動(dòng)作業(yè)。

b.使用效率高。冷焊技術(shù)在模具維修中使用概率是非常之高的，其使用非常方便，在焊接過程中通常使用鋼鐵薄片，在需要抬高的位置進(jìn)行點(diǎn)焊，其焊接速度比激光焊接速度要快3倍，結(jié)束以后不需要再上磨床進(jìn)行研磨。

c.精度準(zhǔn)確。在進(jìn)行缺陷修補(bǔ)中，冷焊中需使用規(guī)定規(guī)格的補(bǔ)材或者粉末進(jìn)行修補(bǔ)，其使用的補(bǔ)材薄片精度可以達(dá)0.005mm，對(duì)其絲筒芯、鑲塊、模芯等工件位置可進(jìn)行精密改變。

4.2 冷焊技術(shù)在模具中的應(yīng)用

a.在塑料模具維修過程中，往往對(duì)頂針、絲筒芯、模芯的位置需要進(jìn)行改變，往前墊高或退后，此時(shí)如用激光焊焊接會(huì)比較繁瑣，成本較高，用冷焊的補(bǔ)材焊接能夠精確位置，從而有效提高了模具修復(fù)的速度。

b.對(duì)已精加工成形工件表面封膠的缺陷修復(fù)是非常方便和有效的，以往采用手工鎢極氬弧焊進(jìn)行焊補(bǔ)。由于手工鎢極氬弧焊電弧不夠集中，焊接電弧加熱時(shí)間較長，易造成焊補(bǔ)后工件溫度升高而產(chǎn)生熱應(yīng)力，工件表面焊接熱影響區(qū)及焊縫較大，使工件變形凹陷，嚴(yán)重地影響了修復(fù)工件表面質(zhì)量，對(duì)成型封膠位處用精密冷焊中的粉末進(jìn)行修復(fù)，其保證了塑料產(chǎn)品的質(zhì)量同時(shí)修模效率得到進(jìn)一步的提升。

5 總結(jié)

通過介紹各種不同焊接技術(shù)的原理和特點(diǎn)，通過對(duì)比，每種焊接技術(shù)都有不通的優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代模具加工和維修中，鉗工應(yīng)根據(jù)模具部件位置、損壞情況、裝配要求等情況，綜合比較，揚(yáng)長避短，有針對(duì)性的選擇合適的焊接，去應(yīng)對(duì)塑料模具在注塑生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的磕碰、裂紋、位移等故障，從而提高鉗工自身的維修水平。

參考文獻(xiàn)

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