[發(fā)明專利]一種使金屬和塑料良好連接的超聲波塑料鉚焊方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610164357.2
• 申請(qǐng)日: 2016-03-22
• 公開（公告）號(hào): CN105690739A
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張慧敏;羅震
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): B29C65/08
• 分類號(hào): B29C65/08
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 杜文茹

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種工藝方法。特別是涉及一種使金屬和塑料良好連接的超聲波塑料鉚焊方 法。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，組合利用金屬和塑料的復(fù)合構(gòu)件既能平衡二者的使用性能和經(jīng)濟(jì) 效益，又可以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)輕量化。如果能夠研發(fā)一種可以實(shí)現(xiàn)金屬和塑料良好連接的技術(shù)，那 么將對(duì)汽車、五金、電子、電器、儀器儀表、航空航天和汽車制造等眾多領(lǐng)域大有裨益。

超聲波鉚焊是一種連接異種材料(通常是塑料與金屬或異種塑料)的焊接方法。傳統(tǒng)的 超聲波鉚接，在被焊材料(塑料)上加工出凸臺(tái)或柱銷，在另一被焊材料(金屬或塑料)上 相應(yīng)位置加工出相應(yīng)尺寸的通孔，通過超聲波塑料焊接設(shè)備，將高頻電能轉(zhuǎn)化為高頻機(jī)械能 以往復(fù)縱向方式作用于塑料焊件上的凸臺(tái)或柱銷上，使其熔化并在開有通孔的焊件底部形成 接頭，以鎖定另一焊件。傳統(tǒng)的超聲波鉚焊需要在塑料焊件上加工出凸臺(tái)或柱銷，存在加工 困難、生產(chǎn)成本高、生產(chǎn)效率低、焊后接頭不平齊等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種針對(duì)柱銷為塑料鉚釘?shù)乃芰涎b置的使金屬和塑 料良好連接的超聲波塑料鉚焊方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種使金屬和塑料良好連接的超聲波塑料鉚焊方法，對(duì)需 要相互固定結(jié)合為一體的塑料焊件和金屬焊件，包括進(jìn)行如下步驟：

1)在所述的金屬焊件上開有2個(gè)以上的上下貫通的臺(tái)階狀的T形銷孔；

2)制作形狀與所述金屬焊件上開有的T形銷孔相吻合的T形塑料鉚釘，所述T形塑料 鉚釘?shù)牡锥诵纬捎邢蛳峦钩龅膶?dǎo)能筋；

3)在所述的塑料焊件上開有2個(gè)以上的凹槽，所述2個(gè)以上的凹槽與所述金屬焊件上的 2個(gè)以上的T形銷孔相對(duì)應(yīng)設(shè)置；

4)將金屬焊件放置在塑料焊件上面并對(duì)齊，并留有設(shè)定的間隙，且金屬焊件上的各T 形銷孔與塑料焊件的各凹槽也相應(yīng)對(duì)齊；

5)將T形塑料鉚釘插入到金屬焊件的T形銷孔內(nèi)；

6)采用超聲波塑料鉚焊方式對(duì)所述T形塑料鉚釘?shù)撞康膶?dǎo)能筋與所述的塑料焊件進(jìn)行 超聲波塑料熔化焊接，使T形塑料鉚釘?shù)锥说膶?dǎo)能筋熔化于所述的凹槽內(nèi)，隨著T形塑料鉚 釘?shù)锥说膶?dǎo)能筋的熔化，將所述塑料焊件推向金屬焊件，使塑料焊件與金屬焊件緊密結(jié)合；

7)焊后，冷卻成形，形成平齊的焊接接頭；

8)進(jìn)行焊后清理及檢測。

步驟2)所制作的T形塑料鉚釘?shù)锥诵纬傻膶?dǎo)能筋為錐形或三角形結(jié)構(gòu)。

步驟3)所述的凹槽的直徑與所述的T形塑料鉚釘垂直部分的直徑相同，并且T形塑料 鉚釘?shù)锥说膶?dǎo)能筋熔化后的體積與塑料焊件上的凹槽的體積相同。

步驟2)所制作的T形塑料鉚釘與所述的T形銷孔符合過渡配合，且當(dāng)T形塑料鉚釘插 入到金屬焊件的T形銷孔內(nèi)時(shí)，T形塑料鉚釘與所述的T形銷孔完全吻合，T形塑料鉚釘?shù)? 端的導(dǎo)能筋伸出金屬焊件的底面。

步驟5)所述的T形塑料鉚釘與所述的金屬焊件為鉚接配合。

步驟6)所述的超聲波鉚焊方式的焊接參數(shù)為：壓力65—85psi，振幅60—80μm，能量 800—1000J。

本發(fā)明的一種使金屬和塑料良好連接的超聲波塑料鉚焊方法，保證了金屬焊件與塑料焊 件的牢固結(jié)合。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，節(jié)約勞動(dòng)成本，提高生產(chǎn)效率。并且可以根據(jù)實(shí) 際需求來選擇鉚焊位置、塑料鉚釘?shù)拇笮『统叽纭?

附圖說明

圖1是本發(fā)明中金屬焊件或塑料焊件的示意圖；

圖2是本發(fā)明中形成有T形銷孔的金屬焊件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是圖2的俯視圖；

圖4是本發(fā)明中形成有凹槽的塑料焊件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是圖4的俯視圖；

圖6是本發(fā)明中T形塑料鉚釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本發(fā)明中形成有T形銷孔的金屬焊件與塑料焊件焊接前對(duì)接的示意圖；

圖8是在圖7中插入T形塑料鉚釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是本發(fā)明中焊接后的成品示意圖。

圖中

1：塑料焊件2：金屬焊件

3：T形銷孔4：T形塑料鉚釘

5：導(dǎo)能筋6：凹槽

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明的一種使塑料和金屬良好連接的超聲波塑料鉚焊方法做 出詳細(xì)說明。