热板(热板焊接工艺)太疯狂了

关于作者：钟元，2011年出版书籍《面向制造和装配的产品设计指南》（DFMA）。2019年12月即将出版《面向成本的产品设计：降本设计之道》（D

 

关于作者： 钟元，2011年出版书籍《面向制造和装配的产品设计指南》（DFMA） 2019年12月即将出版《面向成本的产品设计：降本设计之道》（DFC） 关注头条号或微信号“降本设计”，获取更多原创产品设计知识和理念！ “降本设计”专注于面向制造和装配的产品设计(DFMA)、面向成本的产品设计(DFC)等产品设计知识和理念分享，帮助工程师成长和提高技能，帮助企业降低产品成本。

1什么是热板焊接热板焊接可能是最简单的塑料焊接技术，但这种方式特别适合于需要大面积焊接的大型塑胶件的焊接热板焊接（hot plate welding）是指由热板产生热量对两个塑胶件加热，使其达到熔化状态，再施加一定的压力使得两个塑胶件融合成一体。

▲热板焊接具体步骤

▲焊接前后剖面对比

▲焊接机器2热板焊接的优缺点热板焊接的优点是： 焊接强度高设备成本低工艺简单，对零部件的公差要求不严格多个零件可以同时焊接适用于大多数的热塑性塑料可以达到气密和水密的要求，可靠性好几乎适用于所有或大或小的塑胶件

可以焊接形状复杂的塑胶件热板焊接的缺点是：由热板产生的热量使塑胶件软化，生产周期较长小的塑胶件需要15秒，而大的塑胶件甚至需要几分钟在焊接区域容易产生飞边耗电量大塑料残质易附着在热板上（必须有相应的对策）。

当不同种类的塑胶材料互相焊接时，会出现强度不足

3热板焊接的应用热板焊接的应用案例包括车灯、汽车水箱、洗衣机出水栓、汽车车门、仪表台、中控、风道、塑料水箱、油壶、灯具、容器、蓄电池、蒸汽烫斗、进气歧管、碳罐、仪表盘、摩托车沥青器、洗衣机塑料杯平衡器、座椅头枕、扶手面板、手套箱和安全气囊等。

4热板焊接的材料选择热板焊接的材料选择原则： 大多数的热塑性塑料都可以使用热板焊接，包括ASA、ABS、PA、PBT、PC、PE、PET、PMMA、PVC、POM、PPO、PPS、PP、PSU、PVDF和TPE；

塑料合金也可以使用热板焊接，包括PMMA/ABS、PMMA/PVC、PMMA/PS和PC/PBT等；其它一些塑料合金例如PVC/ABS和HDPE/PP等，不利于使用热板焊接材料尽量保持一致，否则不同材料间不具备相融性无法保证焊接强度；。

玻纤和滑石粉可以加入到塑料中，比例不能超过30%；玻纤不会融化也不会重新分布，这会影响焊接强度；热板材料应具有良好的导热性能，为了防止熔融的塑料在热板上产生粘模，可以在热板表面涂上一层聚四氟乙烯（热板温度低于250℃，高于250℃时，聚四氟乙烯会分解）或镀铍青铜（热板温度高于250℃）。

热板焊接的材料兼容性：

5热板焊接的结构设计指南热板焊接的结构设计对于焊接强度和可靠性至关重，热板焊接的目的是焊接处的强度能够等同于本体强度，为此，必须遵循相关结构设计指南5.1. 焊接筋的设计： 焊接筋上必须具有多余的材料，该部分材料经过焊接周期中的溶化阶段（红色）和连接（阶段）后会以毛边的形式转移到焊接筋外部。

▲焊接前

▲多余的材料焊接后变成毛边注意：当塑胶件的加工精度较差时，焊接筋的尺寸应当较大；最小化焊接角度，最大不超过30度与焊接压力方向垂直的平面焊接是最理想的；焊接筋在焊接时会承受加大的压力，因此必须设计焊接治具能够直接支撑焊接筋；。

尽量在两个焊接零件之间设计定位特征，通过焊接治具的对齐成本较高，而且效果差一个完美的焊接结构设计是：合理的焊接筋设计，合理结构以进行毛边控制、零部件定位、以及与焊接治具的配合；永远保证两个焊接面互相平行；。

5.2. 焊接间隙的设计： 焊接间隙的设计需要满足以下设计指南：不要在分模线、浇口和顶针区域设置焊接筋；焊接筋与周围特征（侧壁、其它零部件等）至少要保证1.52mm的间隙，以提供加热空间；加强筋附近应当具有足够的空间以放置溶化的材料，一般控制20%以上余量；

5.3. 焊接结构的类型： 热板焊接的焊接结构包括无凸缘结构和凸缘结构。无凸缘结构：适用于壁厚相对较厚、焊接强度要求不高或外观要求较高的塑胶件焊接。针对焊接溢胶问题，可以增加溢胶槽（其形式多样）。

▲无凸缘结构

▲无凸缘结构衍生设计凸缘结构：相对于无凸缘结构，凸缘结构增加了焊接面宽度及焊缝强度，增强了结构强度，其适合于尺寸较大、焊接强度要求较高且外观要求较低的塑胶件焊接针对外观及内部要求，可以单侧或双侧增加溢胶槽，其形式多样。

▲常规凸缘结构

▲凸缘结构衍生设计5.4. 常见焊接结构设计示例：

6热板焊接的工艺参数推荐和常见问题及解决热板焊接常用材料工艺参数设置推荐：

热板焊接常见问题及解决方法：

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