陈洪

摘要：随着我国社会经济与科学技术的迅速发展，汽车作为陆地运输的主要运输工具之一，迎来了属于它的超级市场。与此同时，不少问题也随之暴露，比如汽车需要借助燃料来提供动力，怎样更大程度的减少燃料损耗就成为我们关注的重点。怎样在降低成本和简化制作工序的同时提高汽车的功能也是我们要研究的对象。汽车油箱塑料化是大势所趋，并且近年来塑料燃油箱逐渐走进大众的生活。本文将详细介绍塑料燃油箱的特点，以及塑料燃油箱目前所存在的问题，并提出相应的解决办法与措施，同时也会讲述汽车塑料燃油箱热板的焊接方法。

关键词：汽车塑料燃油箱;特点;热板的焊接方法

1  汽车塑料燃油箱

由于秉承着“可持续发展”的核心理念，我国的许多中型、轻型货车使用塑料燃油箱的比例也逐渐提高。从前年的数据统计来看，中国市场的塑料燃油箱使用率已经达到了百分之八十，需求量也在不断地提升。

1.1 塑料燃油箱的结构和原料

塑料燃油箱通常包括单层和多层结构。单层塑料燃油箱通常由HDPE直接中空吹塑成型。另一种更为先进的是多层燃油箱，目前常用的多层燃油箱一般为六层，其结构是：从外到内分为HDPE层（通常为黑色）、回料层、粘结层、阻隔层、粘结层、HDPE内层。各层厚度比例从外到内分别为：6%、40%、2.5%、3%、2.5%、46%。阻隔层多采用尼龙（PA）或乙烯—乙烯醇共聚物（EVOH），由于多层燃油箱有阻隔层，所以其抗燃油渗透能力更强，其燃油渗透量可小于0.2g/24h，是当前世界上最环保的燃油箱。

1.2 塑料燃油箱的优势

塑料油箱采用的并非是普通的塑料，而是比较高级的工程塑料，它最大的特点就是可塑性好，在遇到车辆撞击时，塑料油箱有着良好的耐冲击性和形变性，不易产生火苗和漏油的现象。同时由于塑料重量轻，当油箱着火时，壳体会融化，从而不会形成密闭高热空间，避免出现安全事故。再加上塑料有着不易被腐蚀的特性，这样汽油里也就没有腐蚀的杂质，油品质量比较高。并且塑料的生产成本相对于金属来说，成本会更低，适用于大批量生产，可通过开模的方式制造，可给车辆的设计留下余地。

轻量化：塑料是汽车轻量化的极佳选择，在成本相当的情况下，塑料带来的轻量化效果极佳。

满足个性化设计：塑料的可塑性可极大满足汽车的个性化设计，塑料燃油箱有更大的造型自由度，可以选择安装在汽车最适当的空间。

环保：塑料油箱噪音较低，且再利用率高达90%以上。

2  汽车塑料油箱焊接的介绍以及焊接方法

2.1 汽车燃油热板焊接机的相关介绍

汽车热板焊接机是专门用于焊接汽车配件的热板焊接机，通过电加热的原理，对其进行温度控制变化，再加上合适的机械装置来达到完美焊接，还可以弥补一些其它方面的缺陷，适用于PP、PE等热塑材料和一些焊口尺寸较大的塑料工件，包括汽车保险杠、汽车塑料水箱、汽车膨胀水壶、汽车塑胶油箱、汽车仪表板、汽车蓄电池、汽车车灯等。

2.2 热工具焊

热工具焊主要是凭借电热的工具来对被焊接表面进行加热，利用高温导致其发生熔化，当熔化程度达到一定时，就可以将加热工具取走，对两个熔化面进行按压合拢，等到熔化部分冷却后，就可以使得部件相互连接，我们将其称为加热工具焊接。

加热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 电阻焊

电阻焊，是指利用电流通过焊件及接触处产生的电阻热作为热源将焊件局部加热，同时加压进行焊接的方法。焊接时，不需要填充金属，生产率高，焊件变形小，容易实现自动化。

电阻焊通过利用电流流经工件接触面等区域产生的电阻热效应对其进行加热到熔化状态或者塑性状态来实现金属结合。电阻焊方法主要有四种，即点焊、缝焊、凸焊、对焊。

2.4 感应焊

感应焊包括焊蜡机座，我们在焊蜡机座一端会设置四个调节杆、还有在另一端上的第一开关、第一指示灯以及旋钮，所述焊蜡机座上还包括分别设置在调节杆两侧的第一、第二插孔、可以电性连接在第一、第二插孔中任一个内的焊蜡笔，所述焊蜡笔上可以分别设置四个不同形状的焊蜡笔头。

2.5 高频焊

高频焊的工作原理是利用固体电阻热为能源，焊接时利用高频率电流可以使工件内的电阻发热使其表层温度升高，达到我们需要的熔化程度，然后施加顶锻力实现金属的结合，所以它是一种固相电阻焊方法。以固体电阻热为能源。

优势：

①焊接速度高 ，因为电流能主要是在焊接区，加热速度较快，在高速焊接时会存在“跳焊”的情况，所以焊接速度最高能达到150m/min甚至200m/min。

②热影响区小，由于焊接速度较快，工件自冷性好，所以热影响区小，焊接部分不会被氧化，进而可以得到较高性能的焊缝。

③焊接前可以不清除氧化膜与污物，这是因为高频电流可以通过氧化膜、污物传递，可以不进行焊前清理也能够保证焊接性能合格。

④可以焊接的金属种类比较多，不受形状、规则的限制，碳钢、合金钢都能够达到要求，而对于一些焊接难度较高的金属，比如不銹钢、铝合金、镍、钛等也能够达到要求。用高频焊制作时，型材和管材的尺寸规格远比普通轧制或挤压法的要多，且可制造出异种材料的结构件。

2.6 激光焊

激光焊接是激光材料加工技术应用的重要方面之一。过去我们主要用激光焊接薄壁材料，利用激光辐射来进行工件表面的加热，然后表面的热量通过热传导向工件内部扩散，操作控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等实现工件熔化形成熔池。由于其独特的优点，已成功应用于微、小型零件的精密焊接中。按控制方式可分：手动式激光焊接机，自动激光焊接机，振镜式激光焊接机。按激光器可分：YAG激光焊接机，半导体激光焊接机，光纤激光焊接。

2.7 旋转焊

旋熔式塑胶熔接是将塑胶工件摩擦产生的热量来使塑胶工件接触面熔化，利用外在压力或驱动使上下工件旋转凝固成一个整体。还有，定位旋熔是将工件进行定时旋转，在设定时间过后，工件将会停在设定的位置上，从而实现永久性的熔合。旋转熔接机对于超音波范围以外圆形塑胶，适用于不易熔接塑胶，且韧性较高之圆形产品，如：脱水容器、汽机车滤油杯、喷水接头、热水瓶气胆、保温杯、球状玩具、油漆筒、保温锅、过滤心、浮标等。

2.8 超声波焊

超声波焊是利用超声波的高频振荡能对工件接头进行局部加热和表面清理，然后施加压力实现焊接的方法。超声波焊的原理是利用上焊件将超声波中的能量传送到焊接区域，但是焊接区域的交接面声阻很大，导致焊件会出现局部高温。而塑料的导热性差，不能够将热量及时的散发出去，所以就会使得两个塑料的接触面迅速熔化，再加上一定的压力后，就可以让其融合。即使超声波停止作用，也要继续保留压力，使其凝固成型，确保焊件可以实现完美焊接，达到我们最终的目的。

3  汽车内饰件热板焊接举例

对于生产方面，厂家一般使用热板焊接机来控制热板焊接模具的移动变化，同时加上液压驱动或者马达推动进行。这样做可以保证生产过程中对不同要求的工件焊接操作都有应对之策，使得工件焊接强度可以达到规定标准。也可以根据不同的生产需要，调节焊接的步骤，使设备在焊接中有着良好的稳定性，进而保证工件加工后的焊接程度符合标准。

4  对于塑料油箱焊接质量检查内容包括

①超声波气密性检查：室温条件下将所有排气孔、安全阀等封闭，在燃油箱内部达到0.03-0.05MPa的压力后就能够将其放置到水槽内，燃油箱总成与油管都要没入到水中，且要保持20s的时间。油箱焊接位置要避免出现泄漏的问题，目测没有气泡就判定为合格。

②内压稳定性检查：燃油箱固定到实验台上，将所有口全部堵住，保证燃油箱的内部是密闭的，然后在3-4min内，将内部压力提升到0.3MPa，保压1min，目测是否存在泄漏或者破裂等问题，不会有任何结构的损坏。

③焊接强度检查：焊接部分要保证任何方向施加100N的力都不会出现脱落的问题。

④外观检查：焊接周边区域不会存在摩擦痕、烫伤痕，同时应该保证焊接位置的翻浆达到均匀性的要求。

5  热板焊接技术的未来发展

由于焊接技术的不断完善，焊接技术已经在工业上得到了广泛的应用，但是焊接技术的发展远不止此，它还会继续的发展下去，我们在焊接效率这一方面的技术还不够成熟，如果在这部分有所突破的话，会让焊接技术的发展更进一步。新兴工业的发展也在不断推动焊接技术的前进。焊接技术自发明至今已有百多年历史，它几乎可以满足当前工业中一切重要产品生产制造的需要。但是新兴工业的发展仍然迫使焊接技术不断前进。比如如陶瓷材料和复合材料的发展促进了真空钎焊、真空扩散焊;宇航技术的发展也将促进空间焊接技术的发展。还有就是节能技术的改善，大家都知道焊接技术是非常消耗能源的，如果我们能够在焊接技术上结合节能技术，将会减少许多能源的消耗，所以焊接技术的未来还有很大的进步空间，希望我们可以更快的研究出更新更安全的焊接技术技术，为工业发展做出贡献。

6  汽车塑料油箱焊接注意事项

6.1 油箱焊接很危险 务必找专业技师

在遇到车辆的燃油箱有破损时，首先要对油箱进行焊接保证损坏的油箱继续使用，不影响汽车的功能。在进行焊接操作时，一定要注意油箱内的清洁问题，在焊接前要把油箱都灌满水再进行焊接。进行焊接操作时，最好选用经验丰富的焊工。出现事故时，可以凭借丰富的经验来应对。如果稍有不慎，还会产生爆炸事故，因此要特别注意。

6.2 灭火器有备无患

对于现场的易燃物要进行隔离，还要保证汽车电气焊工的作业场地必须干燥、清洁、还要有良好的通风和照明系统。提前对焊接可能发生的事故进行预防措施，尤其是对可能发生火灾情况的重点防御，做到墙壁和周围没有易燃易爆物品，排查一切安全隐患，完成安全作业。为在突发火灾到来时有预防措施，可以在作业环境旁边放置一个灭火器，防止火势过于凶猛，造成人员伤亡，减少不必要的损失。还要注意的是，電弧会对人体产生有害的红外线和紫外线，也要做好人体的保护工作。

参考文献：

[1]朱日良.管壳式换热器管板与换热管焊接常见质量问题的防止[J].化工设备与管道，2005，42（1）：62-63.

[2]汪东明，高增福，谭笠，唐峰国内外换热器管子管板焊接技术综述[J].压力容器，12（2）：48-53.

[3]傅拯.管壳式换热器管子与管板接头焊接工艺分析[J].石油化工设备，1995，24（4）：38-41.