陳業(yè)林 張宏亮 李天華

摘 ?要：在塑料模具維修中常用到的各種焊接技術(shù)，分別介紹了激光焊、氬弧焊、冷焊技術(shù)的原理和特點。在塑料模具維修應(yīng)用中，各種焊接具有不同的優(yōu)點，在焊接模具使用時具有哪些不同的效果，通過對比選擇介紹，對鉗工在塑料模具維修中選擇不同焊接的維修水平和焊工技術(shù)有一定的指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：模具維修;激光焊;氬弧焊;精密

1 引言

注塑模具是一種生產(chǎn)塑料制品的工具，是賦予塑件制品完整結(jié)構(gòu)和精確的尺寸，塑料模具在注塑機上進行生產(chǎn)運行，每周期運行一次模具都將進行開模、合模、頂出，在周而復(fù)始大批量的生產(chǎn)情況下，對模具的性能損耗是不可避免的，模具在長期使用中受高速、高壓、冷熱交替等工作環(huán)境性能的影響，會在不確定中突然出現(xiàn)損壞，從而嚴(yán)重影響了注塑產(chǎn)品的生產(chǎn)進度。此時，快而有效的模具修復(fù)技術(shù)凸顯的至關(guān)重要，在模具維修中其型腔的修復(fù)工藝復(fù)雜、技術(shù)要求最高，型腔直接關(guān)系的產(chǎn)品外觀和尺寸，它的特點是精度高體積大，不容易更換，修復(fù)中其焊接技術(shù)的應(yīng)用概率是非常高的，其中模具維修中最為常見的焊接有激光焊接、氬弧焊接、冷焊。

2 激光焊接技術(shù)的特點及應(yīng)用

2.1 激光焊的特點

激光焊是利用高能量密度的激光束作為熱源進行焊接一種高效精密的焊接方法，激光焊作為現(xiàn)代高新技術(shù)的產(chǎn)物，是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展必不可少的手段，隨著產(chǎn)品零件形狀越來越復(fù)雜，其對焊接材料性能和焊接要求越來越高，傳統(tǒng)的焊接方法難以滿足現(xiàn)在高精度產(chǎn)品的要求，以激光束為代表的高能束流的焊接方法，具有高能量密度、深穿透、高精度，適用性強的特點。

激光焊在焊接過程中，是使其在金屬材料上生產(chǎn)小孔，通過小孔往工件的深部傳輸，在激光束的掃描過程中較少橫向擴散，材料融合在一起的深度大，焊接速度快，單位時間焊合的面積大，焊縫深而窄，深寬比能大，傳統(tǒng)的融焊焊縫呈半圓形，深寬比為0.5左右，而激光焊的深寬比達(dá)2-10，并且縫合表面熱影響區(qū)較小。

2.2 激光焊接技術(shù)在模具維修中的應(yīng)用

精密模具的焊接不同于其它零件的焊接，其質(zhì)量要求控制非常嚴(yán)格，而且模仁工件的修復(fù)時間必須是越快越好。傳統(tǒng)的焊接發(fā)熱影響區(qū)大，對焊接周邊容易造成下塌、變色，其變形的幾率非常高，如果是焊接面積大再過加溫預(yù)熱在特定的環(huán)境下才能焊接的模具，焊接工序會非常復(fù)雜，而激光焊接效率更高。根據(jù)鋼的模具的材質(zhì)，選擇相符合的批號的焊絲，在模具工件上進行對接、端接、深穿入熔化，可以從幾微米到幾十毫米的焊接，從而有效的將模仁的裂縫、尖角、封膠位等處進行修補，如上圖二。

3 氬弧焊接技術(shù)的特點和應(yīng)用

3.1 氬弧焊接技術(shù)的特點

焊弧焊是使用惰性氣體的一種氣電保護焊的焊接方式，是利用連續(xù)送進焊絲與工件之間燃燒的電弧作熱源，由焊炬噴嘴噴出的氬氣保護電弧來進行焊接的。

a. 焊縫質(zhì)量高。由于氬氣是一種惰性氣體，不與金屬起化學(xué)反應(yīng)，合金元素不會被燒損，而氬氣也不熔于金屬，焊接過程基本上是金屬熔化和結(jié)晶的過程，因此，保護效果好，能獲得較為純凈及高質(zhì)量的焊縫。

b. 焊接中電弧燃燒穩(wěn)定。由于熱量集中，弧柱溫度高，焊接生產(chǎn)效率高，由于電弧受氬氣流的壓縮和冷卻作用，電弧熱量集中，故熱影響區(qū)小，在焊接中應(yīng)力、變形、裂紋傾向小，對滑塊、管道的打底焊較為適合

c. 氬弧焊使用特點是使用范圍廣。其中可適用大部分主要金屬，包括碳鋼、合金鋼，使用方邊，技術(shù)難度易掌握，在機械加工、制造、建筑等行業(yè)內(nèi)已被廣泛應(yīng)用，其焊接美觀牢固，如圖三。

3.2 氬弧焊接技術(shù)在模具維修中的應(yīng)用

氬弧焊因使用方便價格低端現(xiàn)已廣泛用于模具維修中，包括在維修壓鑄模、沖壓模等模具時都已普遍使用氬弧焊了。由于塑料模具在注塑生產(chǎn)中，對滑塊、斜頂、模仁等尖角處長時間碰穿、擦穿，會出現(xiàn)疲勞損耗，造成出現(xiàn)較大面積的變形和磕碰，此時，如果選擇激光焊接是非常不方便的，不僅提高了成本同時效率低下。

在塑料模具氬弧焊接之前，必須先將需要焊接的部位先進行清潔處理，否則焊接完成以后會出現(xiàn)氣孔。在焊接之時，焊槍、焊絲與焊件之間須保持正確的相對位置，這會根據(jù)焊件形狀等情況來決定的。像手工鎢極氬弧焊的焊槍、焊絲與焊件之間的角度如圖四所示。

焊槍與焊件的夾角過小，會降低氬氣的保護效果;如果夾角過大，操作及填加焊絲會比較困難。

4 模具冷焊技術(shù)的特點和應(yīng)用

4.1 模具冷焊技術(shù)的特點

冷焊是利用以電極材料與工件部位接觸，在超短時間內(nèi)瞬間放電加熱原理，利用電容放電時高溫把補材材料熔進工件表面，熔融后的補材和工件表面產(chǎn)生結(jié)合度很高的冶金結(jié)合形式的強化層，剝離性能高于工件材料，其焊接速度快，焊后無色差，如圖五。

a. 使用方便。相對于激光焊和氬弧焊相比較而言，冷焊不需要氬氣，攜帶方便，安全系數(shù)較高，適用于流動作業(yè)。

b.使用效率高。冷焊技術(shù)在模具維修中使用概率是非常之高的，其使用非常方便，在焊接過程中通常使用鋼鐵薄片，在需要抬高的位置進行點焊，其焊接速度比激光焊接速度要快3倍，結(jié)束以后不需要再上磨床進行研磨。

c.精度準(zhǔn)確。在進行缺陷修補中，冷焊中需使用規(guī)定規(guī)格的補材或者粉末進行修補，其使用的補材薄片精度可以達(dá)0.005mm，對其絲筒芯、鑲塊、模芯等工件位置可進行精密改變。

4.2 冷焊技術(shù)在模具中的應(yīng)用

a.在塑料模具維修過程中，往往對頂針、絲筒芯、模芯的位置需要進行改變，往前墊高或退后，此時如用激光焊焊接會比較繁瑣，成本較高，用冷焊的補材焊接能夠精確位置，從而有效提高了模具修復(fù)的速度。

b.對已精加工成形工件表面封膠的缺陷修復(fù)是非常方便和有效的，以往采用手工鎢極氬弧焊進行焊補。由于手工鎢極氬弧焊電弧不夠集中，焊接電弧加熱時間較長，易造成焊補后工件溫度升高而產(chǎn)生熱應(yīng)力，工件表面焊接熱影響區(qū)及焊縫較大，使工件變形凹陷，嚴(yán)重地影響了修復(fù)工件表面質(zhì)量，對成型封膠位處用精密冷焊中的粉末進行修復(fù)，其保證了塑料產(chǎn)品的質(zhì)量同時修模效率得到進一步的提升。

5 總結(jié)

通過介紹各種不同焊接技術(shù)的原理和特點，通過對比，每種焊接技術(shù)都有不通的優(yōu)點，在現(xiàn)代模具加工和維修中，鉗工應(yīng)根據(jù)模具部件位置、損壞情況、裝配要求等情況，綜合比較，揚長避短，有針對性的選擇合適的焊接，去應(yīng)對塑料模具在注塑生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的磕碰、裂紋、位移等故障，從而提高鉗工自身的維修水平。

參考文獻

[1] ?李非，中國機械工程焊接協(xié)會 [M].北京：航空工業(yè)出版社，2015.

[2] ?雷世明，焊接方法與設(shè)備[M] 北京：機械工業(yè)出版社，2012