关键词：热板焊接 塑料焊接 树脂焊接 工艺管理 质量缺陷控制
摘要：
前言：
近年来，随着环保形势的日益严峻，通过汽车轻量化技术实现更好的燃油经济性成为一种理想的手段，树脂材料的应用率不断增加，树脂焊接技术普及率越来越高。但是，因为焊接品质不合格导致的市场不良呈多发趋势，作为工艺管理人员，需要必要的技能水平加上有效的工艺管理意识从而实现零件品质保证。
对于热板焊接来说，由于应用时间早、工艺成熟、成本低廉被广泛应用。但是在笔者对供应商的管理实践中发现对于热板焊接技术的知识储备是很多工艺管理人员欠缺的。
热板焊接的简介：
热板焊接就是通过将热板加热到一定的温度，对需要焊接的零件的焊接面实施加热熔融，在一定的压力作用下，将加热熔融的两个零件实现熔合，冷却后形成具有一定焊接强度的整体的一种焊接工艺。
热板焊接分类
按照热板对零件的加热方式不同，可以分为接触式和非接触式两种。
热板焊接类型
热板焊接的工艺原理：
热板加热→零件加热→热板移除→压合→保压→取出零件。具体的焊接步骤见以下示意图。
热板焊接工艺
热板焊接的优点：
*使用材料范围广：基本上所有的热塑性树脂材料都可以使用热板焊接工艺。
*形状自由度高：通过热板形状与零件形状设计匹配，可以加热不同形状的部件。
*成本低：相比激光焊接、超声波焊接等动辄几十万、几百万的设备投资，热板焊接基本几万款钱的设备投资就可以搞定。
*焊接强度高：与其他树脂焊接方式相比，其强度以此为，热板焊接≥激光焊接〉超声波焊接〉振动焊接
热板焊接的缺点：
*外观效果差：由于热板温度远高于树脂熔化温度才可以使树脂有效熔融，因此容易出现气泡、毛刺等外观不良。对于外观有较高的要求的部件，不适合采用此工艺，或者通过设计确保焊接毛刺外观不可见。
*节拍时间长：热板焊接加热采用的是热传导的方式，而树脂的导热性又比较差，需要较多的时间才能实现树脂的有效熔融，同时，热板的不断移除也是造成节拍时间长的原因。
热板焊接的应用对象：
发动机舱内玻璃水、刹车液、防冻液储液壶、电池、燃油泵、油箱、车灯等。
热板焊接应用实例
热板焊接的质量缺陷及控制方法：
●熔深不足（图）
由于定位销螺丝松动导致定位销行程量增加或者保压压力过小，导致两个零件的熔融部分无法实现有效熔合；定位销表面异物附着也是造成此种不良的可能原因。所以在工程管理上要定期对定位销的磨损程度，异物附着与否以及压力等参数进行日程点检。
●气泡（图）
如果热板温度过高或者加热时间过长，就会导致树脂材料气化，当零件接合时气体无法及时排出，就会在焊接界面上形成气孔，一方面会影响焊接强度，另一方面可能导致气密不良。
●焊接强度不足（图）
这种情况的发生相对比较隐蔽，甚至做气密性检查时没有问题，但市场经时变化后可能导致开焊等不良的发生。一般来说，除了熔深不足之外，如果焊接宽度不足抑或熔融体被挤出过多，都会导致焊接强度不足。日常管理中对于焊接两零件的焊接面的平面度和平行度都需要实施管理。
●焊接面偏心（图）
这种情况的发生多半会导致零件精度不足，可能在汽车装配过程中与其他零件发生干涉，即使不发生干涉，因为两零件焊接面中心位置发生偏离，导致焊接宽度减少，也会降低焊接强度。
工艺管理的重点：
*热板温度：对于不同材质的树脂受热熔融的温度不一样，需要控制热板的温度确保两个焊接面都有效熔融。热板上下两个面的温度的均一性以及同一面不同部位温度的均一性是日常管理的重要内容。热板温度过高会导致树脂气化，冒烟或者产生气孔。如果温度太低，无法保证树脂融化，无法实现有效的焊接深度。
*加热时间：决定材料熔融的深度，是保证两个部件焊接强度的决定因素。
*压力：熔融的零件需要在压力的作用下实现接合。如果压力小，导致熔合深度不足，容易断裂。如果压力过大，导致熔融部分挤出毛刺太多，外观不良。所以，一般对于外观有比较高要求的情况，不适合采用热板焊接工艺。
*行程量：决定焊接深度的重要参数，也是决定焊接强度的重要参数。行程量过大，会导致熔融部分被挤出太多；如果行程量小，会导致熔合深度太浅。
*保压时间：或者叫冷却时间，是保证焊接的两部件实现熔合的重要参数，如果时间短，可能造成焊接部位撕裂从而降低焊接强度。时间太长会造成节拍过长，生产效率低下。
总结：
热板焊接工艺虽然是一种常见的工艺，但是作为管理技术人员，需要了解必要的基础知识才能有效的保证零件的焊接品质，毕竟我们很难从外观上直观的判断焊接品质的好坏。因此，在量产以前，摸索出适合特定零件的工艺参数是一项艰巨而意义重大的工作。
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