[发明专利]燃料电池发动机塑料水泵振动摩擦焊接装配方法

说明书

技术领域

本发明涉及燃料电池发动机塑料水泵振动摩擦焊接装配方法。 

背景技术

通常车用水泵均为铸铝制造，但铸造生产工序较多，通常要经过制造样模、制备造型材料、造型、造芯、合型、熔炼、浇注、落砂、清理与检验等工序，且铸件质量不够稳定，废品率较高。

另外铸铝水泵的晶粒比较粗大，组织疏松，常存在气孔、夹渣等铸造缺陷，机械性能较差；其表面较粗糙，影响到水泵壳体与水泵盖的装配面，需再加工；铸造生产污染严重，会带来严重的空气污染与废渣污染。

铸铝件重量较大，且导电绝缘性差，如果用于燃料电池发动机上，还需额外喷涂绝缘漆。水泵壳体与水泵盖需要分别铸造，再通过若干螺栓与密封圈连接，工序复杂，零件较多，成本较高，防泄露可靠性不高。

发明内容

发明目的：提出燃料电池发动机塑料水泵振动摩擦焊接装配方法，使燃料电池发动机水泵具有轻量化和绝缘性好的特点，同时减少产品零件，降低生产成本，增加防泄露可靠性，降低产品废品率以及对环境的污染。

 技术方案：为解决上述技术问题，本发明提出的燃料电池发动机塑料水泵振动摩擦焊接装配方法，包括以下步骤：

①、塑料原料加热；将塑料原料加热至塑料熔化状态；

②、模具合模；

③、注射；在265±10度的温度以及50±5bar的压力下将塑料熔体注射到模腔内部；

④、保压；保压时间为30±2s，压力为40bar；

⑤、冷却；冷却循环水冷却30±2s；

⑥、模具开模；

⑦、取出水泵壳体、水泵盖；

⑧、振动摩擦，焊接装配；将塑料水泵壳体与水泵盖安装在振动摩擦焊接机上，以285±10N的焊接压力、3.4±0.3mm的焊接深度、230±10Hz的振动频率与8±1s的保压时间，通过两者在焊接面上的相互摩擦，将两者熔融成为一体。

所述的塑料原料为为矿物增强聚苯硫醚。

工作原理：在采用矿物增强聚苯硫醚制成的水泵壳体、水泵盖上分别形成对应的焊接头，将上述焊接头对接并且在正向压力的作用下，通过振动摩擦熔融在一起，使水泵壳体与水泵盖结合成一体。 

有益效果：与现有技术相比本发明的提出的燃料电池发动机塑料水泵振动摩擦焊接装配方法具有以下优点：

1、用高性能塑料矿物增强聚苯硫醚代替铝合金，材料比重仅为铝合金的50%，产品重量为铸铝件的60%；

2、矿物增强聚苯硫醚本身具有良好的绝缘性，表面无需喷涂绝缘漆，即可应用于燃料电池发动机上；

3、用注塑的方式生产塑料水泵壳体与水泵盖，仅需要合模、注射、保压、冷却、开模等工序，生产效率高，且一次成品率可达98%以上，同时生产过程不产生任何废水、废气与废渣等，对环境几乎没有影响；

4、通过注塑生产的塑料水泵壳体与水泵盖产品表面光洁度很高，且通过振动摩擦焊接装配水泵壳体与水泵盖，使两者在焊接面处熔融成为一体，可以避免使用密封圈与紧固螺栓，减少零件，降低成本，仅为铸铝件的40%，同时改善水泵的密封性。

附图说明

图1为本发明方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

实施例1：

如图1所示，燃料电池发动机塑料水泵振动摩擦焊接装配方法，包括以下步骤：

①、塑料原料加热；将塑料原料矿物增强聚苯硫醚加入料筒内加热到280度及至塑料熔化状态；

②、模具合模；

③、注射；在260度的温度以及49bar的压力下将塑料熔体通过喷嘴注射到模腔内部； 

④、保压；保压时间为29s，压力为40bar；

⑤、冷却；冷却循环水冷却31s； 

⑥、模具开模；

⑦、取出水泵壳体、水泵盖；

⑧、振动摩擦，焊接装配；将塑料水泵壳体与水泵盖安装在振动摩擦焊接机上，以279N的焊接压力、3.2mm的焊接深度、239Hz的振动频率与7的保压时间，通过两者在焊接面上的相互摩擦，将两者熔融成为一体。

 

实施例2：

如图1所示，燃料电池发动机塑料水泵振动摩擦焊接装配方法，包括以下步骤：

①、塑料原料加热；将塑料原料矿物增强聚苯硫醚加入料筒内加热到280度及至塑料熔化状态；

②、模具合模；