汽車塑料燃油箱熱板焊接方法

陳洪

摘要：隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，汽車作為陸地運(yùn)輸?shù)闹饕\(yùn)輸工具之一，迎來(lái)了屬于它的超級(jí)市場(chǎng)。與此同時(shí)，不少問(wèn)題也隨之暴露，比如汽車需要借助燃料來(lái)提供動(dòng)力，怎樣更大程度的減少燃料損耗就成為我們關(guān)注的重點(diǎn)。怎樣在降低成本和簡(jiǎn)化制作工序的同時(shí)提高汽車的功能也是我們要研究的對(duì)象。汽車油箱塑料化是大勢(shì)所趨，并且近年來(lái)塑料燃油箱逐漸走進(jìn)大眾的生活。本文將詳細(xì)介紹塑料燃油箱的特點(diǎn)，以及塑料燃油箱目前所存在的問(wèn)題，并提出相應(yīng)的解決辦法與措施，同時(shí)也會(huì)講述汽車塑料燃油箱熱板的焊接方法。

關(guān)鍵詞：汽車塑料燃油箱;特點(diǎn);熱板的焊接方法

1 ?汽車塑料燃油箱

由于秉承著“可持續(xù)發(fā)展”的核心理念，我國(guó)的許多中型、輕型貨車使用塑料燃油箱的比例也逐漸提高。從前年的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)來(lái)看，中國(guó)市場(chǎng)的塑料燃油箱使用率已經(jīng)達(dá)到了百分之八十，需求量也在不斷地提升。

1.1 塑料燃油箱的結(jié)構(gòu)和原料

塑料燃油箱通常包括單層和多層結(jié)構(gòu)。單層塑料燃油箱通常由HDPE直接中空吹塑成型。另一種更為先進(jìn)的是多層燃油箱，目前常用的多層燃油箱一般為六層，其結(jié)構(gòu)是：從外到內(nèi)分為HDPE層（通常為黑色）、回料層、粘結(jié)層、阻隔層、粘結(jié)層、HDPE內(nèi)層。各層厚度比例從外到內(nèi)分別為：6%、40%、2.5%、3%、2.5%、46%。阻隔層多采用尼龍（PA）或乙烯—乙烯醇共聚物（EVOH），由于多層燃油箱有阻隔層，所以其抗燃油滲透能力更強(qiáng)，其燃油滲透量可小于0.2g/24h，是當(dāng)前世界上最環(huán)保的燃油箱。

1.2 塑料燃油箱的優(yōu)勢(shì)

塑料油箱采用的并非是普通的塑料，而是比較高級(jí)的工程塑料，它最大的特點(diǎn)就是可塑性好，在遇到車輛撞擊時(shí)，塑料油箱有著良好的耐沖擊性和形變性，不易產(chǎn)生火苗和漏油的現(xiàn)象。同時(shí)由于塑料重量輕，當(dāng)油箱著火時(shí)，殼體會(huì)融化，從而不會(huì)形成密閉高熱空間，避免出現(xiàn)安全事故。再加上塑料有著不易被腐蝕的特性，這樣汽油里也就沒(méi)有腐蝕的雜質(zhì)，油品質(zhì)量比較高。并且塑料的生產(chǎn)成本相對(duì)于金屬來(lái)說(shuō)，成本會(huì)更低，適用于大批量生產(chǎn)，可通過(guò)開(kāi)模的方式制造，可給車輛的設(shè)計(jì)留下余地。

輕量化：塑料是汽車輕量化的極佳選擇，在成本相當(dāng)?shù)那闆r下，塑料帶來(lái)的輕量化效果極佳。

滿足個(gè)性化設(shè)計(jì)：塑料的可塑性可極大滿足汽車的個(gè)性化設(shè)計(jì)，塑料燃油箱有更大的造型自由度，可以選擇安裝在汽車最適當(dāng)?shù)目臻g。

環(huán)保：塑料油箱噪音較低，且再利用率高達(dá)90%以上。

2 ?汽車塑料油箱焊接的介紹以及焊接方法

2.1 汽車燃油熱板焊接機(jī)的相關(guān)介紹

汽車熱板焊接機(jī)是專門用于焊接汽車配件的熱板焊接機(jī)，通過(guò)電加熱的原理，對(duì)其進(jìn)行溫度控制變化，再加上合適的機(jī)械裝置來(lái)達(dá)到完美焊接，還可以彌補(bǔ)一些其它方面的缺陷，適用于PP、PE等熱塑材料和一些焊口尺寸較大的塑料工件，包括汽車保險(xiǎn)杠、汽車塑料水箱、汽車膨脹水壺、汽車塑膠油箱、汽車儀表板、汽車蓄電池、汽車車燈等。

2.2 熱工具焊

熱工具焊主要是憑借電熱的工具來(lái)對(duì)被焊接表面進(jìn)行加熱，利用高溫導(dǎo)致其發(fā)生熔化，當(dāng)熔化程度達(dá)到一定時(shí)，就可以將加熱工具取走，對(duì)兩個(gè)熔化面進(jìn)行按壓合攏，等到熔化部分冷卻后，就可以使得部件相互連接，我們將其稱為加熱工具焊接。

加熱工具焊接法主要用于焊接聚甲基丙烯酸甲酯、增塑的聚氯乙烯、聚酰胺、高密度聚乙烯和聚四氟乙烯等塑料制品，但也可用于聚碳酸酯、聚丙烯、低密度聚乙烯、硬聚氯乙烯等塑料制品。

2.3 電阻焊

電阻焊，是指利用電流通過(guò)焊件及接觸處產(chǎn)生的電阻熱作為熱源將焊件局部加熱，同時(shí)加壓進(jìn)行焊接的方法。焊接時(shí)，不需要填充金屬，生產(chǎn)率高，焊件變形小，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

電阻焊通過(guò)利用電流流經(jīng)工件接觸面等區(qū)域產(chǎn)生的電阻熱效應(yīng)對(duì)其進(jìn)行加熱到熔化狀態(tài)或者塑性狀態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)金屬結(jié)合。電阻焊方法主要有四種，即點(diǎn)焊、縫焊、凸焊、對(duì)焊。

2.4 感應(yīng)焊

感應(yīng)焊包括焊蠟機(jī)座，我們?cè)诤赶灆C(jī)座一端會(huì)設(shè)置四個(gè)調(diào)節(jié)桿、還有在另一端上的第一開(kāi)關(guān)、第一指示燈以及旋鈕，所述焊蠟機(jī)座上還包括分別設(shè)置在調(diào)節(jié)桿兩側(cè)的第一、第二插孔、可以電性連接在第一、第二插孔中任一個(gè)內(nèi)的焊蠟筆，所述焊蠟筆上可以分別設(shè)置四個(gè)不同形狀的焊蠟筆頭。

2.5 高頻焊

高頻焊的工作原理是利用固體電阻熱為能源，焊接時(shí)利用高頻率電流可以使工件內(nèi)的電阻發(fā)熱使其表層溫度升高，達(dá)到我們需要的熔化程度，然后施加頂鍛力實(shí)現(xiàn)金屬的結(jié)合，所以它是一種固相電阻焊方法。以固體電阻熱為能源。

優(yōu)勢(shì)：

①焊接速度高 ，因?yàn)殡娏髂苤饕窃诤附訁^(qū)，加熱速度較快，在高速焊接時(shí)會(huì)存在“跳焊”的情況，所以焊接速度最高能達(dá)到150m/min甚至200m/min。

②熱影響區(qū)小，由于焊接速度較快，工件自冷性好，所以熱影響區(qū)小，焊接部分不會(huì)被氧化，進(jìn)而可以得到較高性能的焊縫。

③焊接前可以不清除氧化膜與污物，這是因?yàn)楦哳l電流可以通過(guò)氧化膜、污物傳遞，可以不進(jìn)行焊前清理也能夠保證焊接性能合格。

④可以焊接的金屬種類比較多，不受形狀、規(guī)則的限制，碳鋼、合金鋼都能夠達(dá)到要求，而對(duì)于一些焊接難度較高的金屬，比如不銹鋼、鋁合金、鎳、鈦等也能夠達(dá)到要求。用高頻焊制作時(shí)，型材和管材的尺寸規(guī)格遠(yuǎn)比普通軋制或擠壓法的要多，且可制造出異種材料的結(jié)構(gòu)件。

2.6 激光焊

激光焊接是激光材料加工技術(shù)應(yīng)用的重要方面之一。過(guò)去我們主要用激光焊接薄壁材料，利用激光輻射來(lái)進(jìn)行工件表面的加熱，然后表面的熱量通過(guò)熱傳導(dǎo)向工件內(nèi)部擴(kuò)散，操作控制激光脈沖的寬度、能量、峰值功率和重復(fù)頻率等實(shí)現(xiàn)工件熔化形成熔池。由于其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，已成功應(yīng)用于微、小型零件的精密焊接中。按控制方式可分：手動(dòng)式激光焊接機(jī)，自動(dòng)激光焊接機(jī)，振鏡式激光焊接機(jī)。按激光器可分：YAG激光焊接機(jī)，半導(dǎo)體激光焊接機(jī)，光纖激光焊接。

2.7 旋轉(zhuǎn)焊

旋熔式塑膠熔接是將塑膠工件摩擦產(chǎn)生的熱量來(lái)使塑膠工件接觸面熔化，利用外在壓力或驅(qū)動(dòng)使上下工件旋轉(zhuǎn)凝固成一個(gè)整體。還有，定位旋熔是將工件進(jìn)行定時(shí)旋轉(zhuǎn)，在設(shè)定時(shí)間過(guò)后，工件將會(huì)停在設(shè)定的位置上，從而實(shí)現(xiàn)永久性的熔合。旋轉(zhuǎn)熔接機(jī)對(duì)于超音波范圍以外圓形塑膠，適用于不易熔接塑膠，且韌性較高之圓形產(chǎn)品，如：脫水容器、汽機(jī)車濾油杯、噴水接頭、熱水瓶氣膽、保溫杯、球狀玩具、油漆筒、保溫鍋、過(guò)濾心、浮標(biāo)等。

2.8 超聲波焊

超聲波焊是利用超聲波的高頻振蕩能對(duì)工件接頭進(jìn)行局部加熱和表面清理，然后施加壓力實(shí)現(xiàn)焊接的方法。超聲波焊的原理是利用上焊件將超聲波中的能量傳送到焊接區(qū)域，但是焊接區(qū)域的交接面聲阻很大，導(dǎo)致焊件會(huì)出現(xiàn)局部高溫。而塑料的導(dǎo)熱性差，不能夠?qū)崃考皶r(shí)的散發(fā)出去，所以就會(huì)使得兩個(gè)塑料的接觸面迅速熔化，再加上一定的壓力后，就可以讓其融合。即使超聲波停止作用，也要繼續(xù)保留壓力，使其凝固成型，確保焊件可以實(shí)現(xiàn)完美焊接，達(dá)到我們最終的目的。

3 ?汽車內(nèi)飾件熱板焊接舉例

對(duì)于生產(chǎn)方面，廠家一般使用熱板焊接機(jī)來(lái)控制熱板焊接模具的移動(dòng)變化，同時(shí)加上液壓驅(qū)動(dòng)或者馬達(dá)推動(dòng)進(jìn)行。這樣做可以保證生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)不同要求的工件焊接操作都有應(yīng)對(duì)之策，使得工件焊接強(qiáng)度可以達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。也可以根據(jù)不同的生產(chǎn)需要，調(diào)節(jié)焊接的步驟，使設(shè)備在焊接中有著良好的穩(wěn)定性，進(jìn)而保證工件加工后的焊接程度符合標(biāo)準(zhǔn)。

4 ?對(duì)于塑料油箱焊接質(zhì)量檢查內(nèi)容包括

①超聲波氣密性檢查：室溫條件下將所有排氣孔、安全閥等封閉，在燃油箱內(nèi)部達(dá)到0.03-0.05MPa的壓力后就能夠?qū)⑵浞胖玫剿蹆?nèi)，燃油箱總成與油管都要沒(méi)入到水中，且要保持20s的時(shí)間。油箱焊接位置要避免出現(xiàn)泄漏的問(wèn)題，目測(cè)沒(méi)有氣泡就判定為合格。

②內(nèi)壓穩(wěn)定性檢查：燃油箱固定到實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，將所有口全部堵住，保證燃油箱的內(nèi)部是密閉的，然后在3-4min內(nèi)，將內(nèi)部壓力提升到0.3MPa，保壓1min，目測(cè)是否存在泄漏或者破裂等問(wèn)題，不會(huì)有任何結(jié)構(gòu)的損壞。

③焊接強(qiáng)度檢查：焊接部分要保證任何方向施加100N的力都不會(huì)出現(xiàn)脫落的問(wèn)題。

④外觀檢查：焊接周邊區(qū)域不會(huì)存在摩擦痕、燙傷痕，同時(shí)應(yīng)該保證焊接位置的翻漿達(dá)到均勻性的要求。

5 ?熱板焊接技術(shù)的未來(lái)發(fā)展

由于焊接技術(shù)的不斷完善，焊接技術(shù)已經(jīng)在工業(yè)上得到了廣泛的應(yīng)用，但是焊接技術(shù)的發(fā)展遠(yuǎn)不止此，它還會(huì)繼續(xù)的發(fā)展下去，我們?cè)诤附有蔬@一方面的技術(shù)還不夠成熟，如果在這部分有所突破的話，會(huì)讓焊接技術(shù)的發(fā)展更進(jìn)一步。新興工業(yè)的發(fā)展也在不斷推動(dòng)焊接技術(shù)的前進(jìn)。焊接技術(shù)自發(fā)明至今已有百多年歷史，它幾乎可以滿足當(dāng)前工業(yè)中一切重要產(chǎn)品生產(chǎn)制造的需要。但是新興工業(yè)的發(fā)展仍然迫使焊接技術(shù)不斷前進(jìn)。比如如陶瓷材料和復(fù)合材料的發(fā)展促進(jìn)了真空釬焊、真空擴(kuò)散焊;宇航技術(shù)的發(fā)展也將促進(jìn)空間焊接技術(shù)的發(fā)展。還有就是節(jié)能技術(shù)的改善，大家都知道焊接技術(shù)是非常消耗能源的，如果我們能夠在焊接技術(shù)上結(jié)合節(jié)能技術(shù)，將會(huì)減少許多能源的消耗，所以焊接技術(shù)的未來(lái)還有很大的進(jìn)步空間，希望我們可以更快的研究出更新更安全的焊接技術(shù)技術(shù)，為工業(yè)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

6 ?汽車塑料油箱焊接注意事項(xiàng)

6.1 油箱焊接很危險(xiǎn) 務(wù)必找專業(yè)技師

在遇到車輛的燃油箱有破損時(shí)，首先要對(duì)油箱進(jìn)行焊接保證損壞的油箱繼續(xù)使用，不影響汽車的功能。在進(jìn)行焊接操作時(shí)，一定要注意油箱內(nèi)的清潔問(wèn)題，在焊接前要把油箱都灌滿水再進(jìn)行焊接。進(jìn)行焊接操作時(shí)，最好選用經(jīng)驗(yàn)豐富的焊工。出現(xiàn)事故時(shí)，可以憑借豐富的經(jīng)驗(yàn)來(lái)應(yīng)對(duì)。如果稍有不慎，還會(huì)產(chǎn)生爆炸事故，因此要特別注意。

6.2 滅火器有備無(wú)患

對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)的易燃物要進(jìn)行隔離，還要保證汽車電氣焊工的作業(yè)場(chǎng)地必須干燥、清潔、還要有良好的通風(fēng)和照明系統(tǒng)。提前對(duì)焊接可能發(fā)生的事故進(jìn)行預(yù)防措施，尤其是對(duì)可能發(fā)生火災(zāi)情況的重點(diǎn)防御，做到墻壁和周圍沒(méi)有易燃易爆物品，排查一切安全隱患，完成安全作業(yè)。為在突發(fā)火災(zāi)到來(lái)時(shí)有預(yù)防措施，可以在作業(yè)環(huán)境旁邊放置一個(gè)滅火器，防止火勢(shì)過(guò)于兇猛，造成人員傷亡，減少不必要的損失。還要注意的是，電弧會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生有害的紅外線和紫外線，也要做好人體的保護(hù)工作。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱日良.管殼式換熱器管板與換熱管焊接常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題的防止[J].化工設(shè)備與管道，2005，42（1）：62-63.

[2]汪東明，高增福，譚笠，唐峰國(guó)內(nèi)外換熱器管子管板焊接技術(shù)綜述[J].壓力容器，12（2）：48-53.

[3]傅拯.管殼式換熱器管子與管板接頭焊接工藝分析[J].石油化工設(shè)備，1995，24（4）：38-41.