防溢料结构的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种防溢料结构，该防溢料结构设置于通过振动摩擦焊接而连接在一起的两个零件上。该两个零件包括基板，该防溢料结构设有主焊接筋和挡料板，该主焊接筋和该挡料板设置于同一个零件上或者该主焊接筋和该挡料板分别设置于该两个零件上。其中该挡料板顶端设有辅助焊接筋，当该两个零件相互焊接完成后，该基板、主焊接筋、挡料板和辅助焊接筋围成溢料腔，从而在焊接过程中产生的主焊接筋的溢料完全容纳于该溢料腔内。本发明的防溢料结构在不增加生产制造难度的情况下有效改善了溢料，同时解决了常规焊接挡料边所产生的藏污问题。
【专利说明】
防溢料结构
技术领域
[0001]本发明涉及焊接领域，具体涉及一种防溢料结构。
【背景技术】
[0002]众所周知的很多塑胶类零部件由于结构原因无法一次性完成成型加工的，后续可以采用焊接工艺进行熔合制造。常用的焊接工艺包括有传统的热板焊接、红外焊接、超声波焊接以及振动摩擦焊接等，其中超声波焊接和振动摩擦焊接以其低功耗、自矫形、无烟气的优良特点被越来越多的使用。超声波焊接和振动摩擦焊接都采用了摩擦生热的基本原理，但振动摩擦焊接能够适用于更大面积、更大体积(重量)的塑胶零部件的焊接。但不论哪种焊接技术，焊接完成后产生的溢料总不是不可避免，溢料溢出体积和焊接量直接呈正比关系，当焊接量较大时就需要对溢料进行处理，要么将溢料设计在非使用可视面域内，要么进行后续加工去除处理，或者设计挡料边、溢料槽来改善溢料外观。对于焊接结构不能设计到非使用可视面域内的零部件，热板焊接、红外焊接一般都采用了溢料槽或后续去除加工的方法进行处理溢料，而振动摩擦焊接则多采用挡料边的方法改善产品外观，而超声波焊接可焊接量一般十分有限，故不讨论其焊接溢料。
[0003]根据我司实际产品的焊接结果以及现场其他产品的焊接结果，振动摩擦焊接在其振动运动的平行的焊接结构和垂直于其的焊接结构焊接溢料是不同的，且差异非常之大:平行于振动方向的焊接筋溢料呈薄片状外伸延出且外端为毛须状，外溢程度较大；而垂直于振动方向的焊接筋溢料则多呈挤出膏状并和焊接筋粘贴，外溢程度较小。
[0004]图1为根据一般的焊接挡料边设计指南的焊接设计示意图。如图1所示，零件100与零件200通过振动摩擦焊接焊接在一起并形成熔胶区202，其中零件200设有挡料边201。由图1可见，挡料边201未完全挡住溢料区203，因此它一般能够限制垂直于振动方向的焊接筋溢料，而对于平行于振动方向的焊接筋溢料往往不能完全遮蔽。此外，挡料边201厚度尺寸通常较小。
[0005]另外，对于一些使用环境有卫生要求的焊接产品来说，如果因为注塑尺寸差异或振动焊接模具为调整到位等原因导致挡料边和对侧不能良好对齐，那么挡料边和焊接筋之间的空腔反而会称为藏污纳垢的地方且难以清洗。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是在不增加生产制造难度的情况下有效改善溢料，解决常规焊接挡料边所产生的藏污问题。
[0007]为实现上述目的，本发明提供了一种防溢料结构，所述防溢料结构设置于通过振动摩擦焊接而连接在一起的两个零件上，所述两个零件包括基板，所述防溢料结构设有主焊接筋和挡料板，所述主焊接筋和所述挡料板设置于同一个零件上或者所述主焊接筋和所述挡料板分别设置于所述两个零件上，其中所述挡料板顶端设有辅助焊接筋，当所述两个零件相互焊接完成后，所述基板、所述主焊接筋、所述挡料板和所述辅助焊接筋围成溢料腔，从而在焊接过程中产生的主焊接筋的溢料完全容纳于该溢料腔内。
[0008]较佳地，在焊接过程中，所述主焊接筋提前于所述辅助焊接筋进行焊接。
[0009]较佳地，所述辅助焊接筋的焊接面积为所述主焊接筋的焊接面积的0.05倍?0.5倍。
[0010]较佳地，所述辅助焊接筋的宽度大于或等于0.3mm。
[0011]较佳地，所述辅助焊接筋的宽度为0.3mm?1.5mm。
[0012]较佳地，所述辅助焊接筋设有斜面，该斜面位于所述辅助焊接筋的背向所述溢料腔的一侧。
[0013]较佳地，所述斜面的倾角为45°?60°。
[0014]较佳地，所述辅助焊接筋的顶面宽大于或等于0.3mm。
[0015]较佳地，所述主焊接筋的顶端为主熔胶区，该主熔胶区的厚度Ha和宽度Wa满足以下关系:Imm < Ha < 2.5mm 或 2mm < Wa < 4mm。
[0016]较佳地，在所述挡料板上还设有美工槽，该美工槽用于在所述两个零件的相对尺寸偏差较大时掩饰所述两零件的相对错位。
[0017]较佳地，所述主焊接筋的顶端为主熔胶区，该主熔胶区的厚度Ha和宽度Wa满足以下关系:1mm < Ha < 2.5mm，以及 2mm < Wa < 4mm。
[0018]较佳地，所述主焊接筋的顶端为主熔胶区，所述辅助焊接筋的顶端为辅助熔胶区，且所述主焊接筋的主熔胶区的厚度Ha与所述辅助焊接筋的辅助熔胶区的厚度Hb满足以下关系:0.25Ha 彡 Hb 彡 0.5Ha。
[0019]较佳地，所述挡料板的宽度大于或等于所述主焊接筋的宽度。
[0020]本发明的防溢料结构增加了辅助焊接筋，该辅助焊接筋在主要焊接筋接近焊接完成时才和对侧相焊接，对焊接设备的功率要求影响小，由于辅助焊接筋自身的焊接溢料极少，对外观几乎无影响，同时又密闭了内部的溢料腔，改善了产品的卫生。可选的美工槽在焊接零件的相对尺寸偏差较大时能掩饰两焊接零件的相对错位问题，改善产品的外观。
【附图说明】
[0021]图1是现有技术的焊接设计示意图。
[0022]图2是本发明实施例1的零件I的局部示意图。
[0023]图3是本发明实施例1的零件2的局部示意图。
[0024]图4是本发明实施例1的零件I和零件2焊接在一起后的示意图。
[0025]图5是本发明实施例1的零件I和零件2的各部分尺寸图。
[0026]图6是本发明实施例2的零件IA的局部示意图。
[0027]图7是本发明实施例2的零件2A的局部示意图。
[0028]图8是本发明实施例2的零件IA和零件2A焊接在一起后的示意图。
[0029]图9是本发明实施例2的零件IA和零件2A的各部分尺寸图。
【具体实施方式】
[0030]以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。
[0031]如图2?9所示，防溢料结构设置于通过振动摩擦焊接而连接在一起的零件I和零件2上，零件I和零件2包括基板10和基板20。防溢料结构设有主焊接筋11和挡料板12。主焊接筋11和挡料板12皆设置于零件I上或皆设置于零件2上。或者主焊接筋11和挡料板12分别设置于零件I和零件2上。其中挡料板12的顶端设有辅助焊接筋13，当零件I和零件2相互焊接完成后，基板10、基板20、主焊接筋11、挡料板12和辅助焊接筋13围成溢料腔16，从而在焊接过程中产生的主焊接筋的溢料完全容纳于溢料腔16内。
[0032]实施例1
[0033]图2为本实施例的零件I局部示意图。如图2所示，零件I包括基板10、主焊接筋11、挡料板12、以及辅助焊接筋13。其中，辅助焊接筋13位于挡料板12上，且辅助焊接筋13与主焊接筋11朝向相同的方向从基板10上伸出。较佳地，挡料板12的宽度大于或等于主焊接筋14的宽度，以及辅助焊接筋13的焊接面积为主焊接筋11的焊接面积的0.05
倍?0.5倍。
[0034]如图2所示，在本实施例中，辅助焊接筋13设有斜面131，斜面131位于辅助焊接筋13的背向主焊接筋11的一侧。斜面131与水平面(图示方向)所成的角为45°?60°以及辅助焊接筋13的顶面130的宽度不小于0.3_。然而本领域的技术人员可以理解，辅助焊接筋13也可以不设斜面，此时，辅助焊接筋的宽度大于或等于0.3mm，较佳地，该辅助焊接筋的宽度为0.3mm?1.5mm。
[0035]在本实施例中，在挡料板12上还设有美工槽15，用于在零件I和零件2的相对尺寸偏差较大时掩饰零件I与零件2的相对错位问题，改善产品的外观。
[0036]图3为本实施例的零件2的局部示意图。如图3所示，零件2包括基板20、外侧板21、主焊接基面22、以及辅助焊接基面24。其中，主焊接基面22位于基板20上，辅助焊接基面24位于外侧板21上。优选地，零件I还包括省料槽23。其中，省料槽23位于焊接基面22两侧或一侧。
[0037]图4为零件I和零件2通过振动摩擦焊接焊接在一起后的示意图。如图4所示，零件I的主焊接筋11的顶端为主熔胶区14，零件I的辅焊接筋13的顶端为辅助熔胶区17。主焊接筋11、基板10、基板20、挡料板12以及辅助焊接筋13合围成溢料腔16。较佳地，主熔胶区14的厚度Ha和宽度Wa满足以下关系:1mm彡Ha彡2.5mm或2mm彡Wa彡4mm。以及主熔胶区14的厚度Ha与辅助熔胶区17的厚度Hb满足以下关系:0.25Ha ^ Hb ^ 0.5Ha。
[0038]在焊接过程中，主焊接筋11先与主焊接基面22接触并完成大部分焊接，然后在主焊接筋11接近焊接结束时辅助焊接筋13与外侧板21接触，在随后的焊接过程当中，辅助焊接筋13焊接到辅助焊接基面24上，从而与挡料板12、主焊接筋11 一起围成溢料腔16。在焊接过程中，主焊接筋11的溢料堆积在溢料腔16内并由于辅助焊接筋13焊接到外侧板21，从而主焊接筋的焊接溢料不会溢出溢料腔16。因此，在焊接结束后，不需要针对主焊接筋11进行去除溢料工作。
[0039]而对于辅助焊接筋13产生的溢料，由于辅助焊接筋13远远小于主焊接筋11，因此，只需进行少量的工作即可将其溢料清除。从而大大节省了劳动力并解决了常规焊接挡料边所产生的藏污问题。
[0040]根据市场现有机械设备的参数，振动摩擦焊接使用的工作波形大多为振幅1_频率200hz和振幅2mm频率10hz两种规格，后者适用于体积相对较大、焊接深度相对较深的应用需求，提供的焊接强度也相对较好，但产生的溢料也较多。下文针对振幅2_、频率10hz规格的工作波形来具体说明主焊接筋与辅助焊接筋的尺寸要求。
[0041]下面参考图5来进行说明。
[0042]假设零件I的最大焊接外形尺寸为dl，零件2对应的最大焊接外形尺寸为d2，零件I与零件2相对尺寸偏差为:K = I dl-d2 I。
[0043]图5是本实施例的零件I和零件2的各部分尺寸图。如图5所示，主焊接筋11的宽度为Wa，主熔胶区14的深度为Ha，零件2的焊接基面22的宽度为Wd，主熔胶区14的边缘与省料槽23的边缘的距离为Wb，省料槽23的边缘与辅助熔胶区17的边缘的距离为Wc，主焊接筋11的长度减去主熔胶区14的深度的尺寸为Hd，辅助熔胶区17的深度为Hb，主焊接基面22与辅助焊接基面24的距离为He，辅助焊接筋13的顶面宽度为He，辅助焊接筋13减去辅助熔胶区17的厚度后高为Hf，辅助焊接筋的斜面131的倾角为A。
[0044]优选地，针对平行于振动摩擦方向的焊接结构，上述各尺寸满足以下关系:
[0045]He ^ 0.8Ha ；
[0046]Hd ^ Ha ；
[0047]Wd 彡 ffa+K ；
[0048]Wb ^ 0.5 (ffa+K)；
[0049]Wc = 0.5K ；
[0050]He ^ 0.3mm ;
[0051]Hb?0.3Ha ;即需要将辅助焊接筋的焊接截面积尽量做小同时保证其对内部溢料腔的密封；
[0052]He 彡 0.8Ha ；
[0053]Hd 彡 Ha。
[0054]优选地，针对垂直于振动摩擦方向的焊接结构，上述各尺寸满足以下关系:
[0055]He 彡 0.8Ha ；
[0056]Hd ^ Ha ；
[0057]Wd彡ffa+K+2X 2，即焊接筋宽加上相对尺寸偏差值加上2倍振幅；
[0058]Wb彡0.5 X Wa+2，此时的截面宽Wb对相对尺寸偏差要求接触的原因在于，振幅2mm的空间在振动摩擦焊接完成后回到振动原点。
[0059]Wc = 2o
[0060]实施例2
[0061]本实施例与实施例1的主要区别在于，主焊接筋和辅助焊接筋分别设在不同的零件上。下面参照图5?8描述本发明的第二实施例。
[0062]图6为本实施例的零件IA的局部示意图。如图6所示，零件IA包括基板1A0、主焊接筋IAl、外侧板1A2、以及辅助焊接基面1A3。其中，主焊接筋IAl从基板IAO上伸出。
[0063]图7为本实施例的零件2A的局部示意图。如图7所示，零件2A包括基板2A0、挡料板2A1、主焊接基面2A2、和辅助焊接筋2A4。其中，辅助焊接筋2A4从挡料板2A1上伸出。
[0064]在本实施例中，辅助焊接筋2A4设有斜面2A40，斜面2A40位于辅助焊接筋2A4的背向主焊接筋IAl的一侧。斜面2A40与水平面(图示方向)所成的角为45?60°以及辅助焊接筋2A4的顶面2A41的宽度不小于0.3mm。然而本领域的技术人员可以理解，辅助焊接筋2A4也可以不设斜面，此时，辅助焊接筋的宽度大于或等于0.3mm，较佳地，该辅助焊接筋的宽度为0.3mm?1.5mm。
[0065]较佳地，挡料板2A1的宽度大于或等于主焊接筋IAl的宽度，以及辅助焊接筋2A4的焊接面积为主焊接筋IAl的焊接面积的0.05倍?0.5倍。
[0066]在本实施例中，在基板2A0上还设有省料槽2A3，在挡料板2A1上还设有美工槽2A5，美工槽2A5用于在零件IA和零件2A的相对尺寸偏差较大时掩饰零件IA与零件2A的相对错位问题，从而改善产品的外观。
[0067]图8为零件IA和零件2A通过振动摩擦焊接焊接在一起后的示意图。如图8所示，零件IA的主焊接筋IAl的顶端为主熔胶区1A3，零件2A的顶端为辅助熔胶区2A5。主焊接筋1A1、挡料板2A1以及辅助焊接筋2A4合围成溢料腔17。较佳地，主熔胶区14的厚度Ha和宽度Wa满足以下关系:1mm彡Ha彡2.5mm或2mm彡Wa彡4臟。以及主熔胶区14的厚度Ha与辅助熔胶区17的厚度Hb满足以下关系:0.25Ha ^ Hb ^ 0.5Ha。
[0068]在焊接过程中，主焊接筋IAl先与主焊接基面2A2接触并焊接，在主焊接筋IAl接近焊接结束时辅助焊接筋2A4与外侧板1A2的辅助焊接基面1A3接触，在随后的焊接过程当中，辅助焊接筋2A4焊接到外侧板1A2的辅助焊接基面1A3上，并与主焊接筋IAl、挡料板2A1以及辅助焊接筋2A4 —起围成溢料腔17。在焊接过程中，主焊接筋IAl的溢料堆积在溢料腔17内并由于辅助焊接筋2A4焊接到外侧板1A2，从而主焊接筋IAl的焊接溢料不会溢出溢料腔17。因此，在焊接结束后，对于主焊接筋IAl不需进行额外的去除溢料工作。
[0069]对于辅助焊接筋2A4产生的溢料，由于辅助焊接筋2A4远远小于主焊接筋1A1，因此，只需进行少量的工作即可将其溢料清除。从而大大节省了劳动力并解决了常规焊接挡料边所产生的藏污问题。
[0070]根据市场现有机械设备的参数，振动摩擦焊接使用的工作波形大多为振幅Imm频率200hz和振幅2mm频率10hz两种规格，后者适用于体积相对较大、焊接深度相对较深的应用需求，提供的焊接强度也相对较好，但产生的溢料也较多。下文针对振幅2_、频率10hz规格的工作波形来具体说明主焊接筋与辅助焊接筋的尺寸要求。
[0071 ] 下面参照图9来进行说明。
[0072]假设零件IA的最大焊接外形尺寸为dl，零件2A相对应的最大焊接外形尺寸为d2，零件IA与零件2A相对尺寸偏差为:K = dl-d2| ο
[0073]图9为如图9所示，主焊接筋IAl的宽度为Wa，主熔胶区1A3的深度为Ha，零件2A的主焊接基面2A2的宽度为Wd，主熔胶区1A3的边缘与省料槽23的边缘的距离为Wb，辅助熔胶区2A5的边缘与辅助焊接基面1A3的边缘的距离为Wc，主焊接筋IAl的长度减去主熔胶区1A3的深度后的尺寸为Hd，挡料板2A1的顶端与主焊接基面2A2的距离为He，辅助焊接筋2A4的顶面宽度为He，辅助焊接筋2A4减去辅助熔胶区2A5的厚度后高为Hf，美工槽2A1的深度为Hk。
[0074]优选地，针对平行于振动摩擦方向的焊接结构，上述各尺寸满足以下关系:
[0075]Wa和Ha的大小根据焊接强度的要求进行取值，对于高强度的焊接要求，一般Wa =2 ?4，Ha = I ?2 ;
[0076]Wd 彡 ffa+K ；
[0077]Wb ^ 0.5 (ffa+K), Wc = 0.5K ；
[0078]辅助焊接筋的顶面宽不小于0.3mm, Hb?0.3Ha，即需要将辅助焊接筋的焊接截面积尽量做小同时保证其对内部溢料腔的密封。
[0079]He 彡 5XHa。
[0080]优选地，针对垂直于振动摩擦方向的焊接结构，上述各尺寸满足以下关系:
[0081]Wd彡ffa+K+2X 2,即焊接筋宽加上相对尺寸偏差值加上2倍振幅；
[0082]Wb彡0.5XWa+2，此时的截面宽对Wb对相对尺寸偏差要求接触的原因在于，振幅2mm的空间在振动摩擦焊接完成后归还到振动原点；
[0083]Wc = 2。
[0084]实施例1和实施例2与统振动摩擦焊接结构的显著区别在于在其挡料板上加了辅助焊接筋，该辅助焊接筋在主焊接筋接近焊接完成时才和对侧相焊接，对焊接设备的功率影响小，同时由于辅助焊接筋自身的焊接溢料极少，对外观几乎无影响。而在焊接零件相对尺寸偏差较大时，可选的美工槽能掩饰两焊接零件的相对错位问题，改善产品的外观。
[0085]以上已详细描述了本发明的较佳实施例，但应理解到，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改。这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
【主权项】
1.一种防溢料结构，所述防溢料结构设置于通过振动摩擦焊接而连接在一起的两个零件上，所述两个零件包括基板，其特征在于，所述防溢料结构设有主焊接筋和挡料板，所述主焊接筋和所述挡料板设置于同一个零件上或者所述主焊接筋和所述挡料板分别设置于所述两个零件上，其中所述挡料板顶端设有辅助焊接筋，当所述两个零件相互焊接完成后，所述基板、所述主焊接筋、所述挡料板和所述辅助焊接筋围成溢料腔，从而在焊接过程中产生的主焊接筋的溢料完全容纳于该溢料腔内。2.根据权利要求1所述的防溢料结构，其特征在于，在焊接过程中，所述主焊接筋提前于所述辅助焊接筋进行焊接。3.根据权利要求1所述的防溢料结构，其特征在于，所述辅助焊接筋的焊接面积为所述主焊接筋的焊接面积的0.05倍?0.5倍。4.根据权利要求1所述的防溢料结构，其特征在于，所述辅助焊接筋的宽度大于或等于 0.3mmο5.根据权利要求1所述的防溢料结构，其特征在于，所述辅助焊接筋设有斜面，该斜面位于所述辅助焊接筋的背向所述溢料腔的一侧。6.根据权利要求4所述的防溢料结构，其特征在于，所述斜面的倾角为45°?60°。7.根据权利要求5所述的防溢料结构，其特征在于，所述辅助焊接筋的顶面宽大于或等于0.3_。8.根据权利要求1所述的防溢料结构，其特征在于，所述主焊接筋的顶端为主熔胶区，该主熔胶区的厚度Ha和宽度Wa满足以下关系:1mm彡Ha彡2.5mm或2mm彡Wa彡4臟。9.根据权利要求1所述的防溢料结构，其特征在于，所述主焊接筋的顶端为主熔胶区，该主熔胶区的厚度Ha和宽度Wa满足以下关系:1mm彡Ha彡2.5mm，以及2mm彡Wa彡4mm。10.根据权利要求1所述的防溢料结构，其特征在于，所述主焊接筋的顶端为主熔胶区，所述辅助焊接筋的顶端为辅助熔胶区，且所述主焊接筋的主熔胶区的厚度Ha与所述辅助焊接筋的辅助熔胶区的厚度Hb满足以下关系:0.25Ha ^ Hb ^ 0.5Ha。
【文档编号】B29C65/06GK105984118SQ201510063964
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年2月6日
【发明人】不公告发明人
【申请人】上海鸿研物流技术有限公司