铝合金拼焊吸塑模具研究与应用

铝合金拼焊吸塑模具研究与应用

方伟 黄荷坤 郭立芝 陈全胜

（长虹美菱股份有限公司    安徽省合肥市    230601）

摘要：目前，冰箱吸塑模具一直采用传统树脂砂型铸造方式，由此产生两大主要质量问题:一是冰箱产品内胆外观问题；二是成型效率低，生产线易产生生产瓶颈。为了解决上述问题，本文提出一种新型吸塑模具结构，即铝合金吸塑模具结构。本文主要从铝合金拼焊模具方案、材料、焊接工艺、模具冷却效率及吸塑案例等几个方面进行分析研究。

关键词：模具、吸塑、铝合金。

0 引言

一般地，冰箱在生产、销售、运输、使用过程中，质量问题层出不穷。其中，冰箱外观问题是售后反馈的主要质量问题之一。现有冰箱内胆吸塑模采用翻砂浇铸方式生产，其产生的砂眼、裂纹、麻点等外观缺陷是售后主要反馈对象。另外，现有铸造模使用折弯铜管预埋工艺，铜管在折弯时会出现折瘪、管径变小的问题，从而造成水路流量局部变小，降低吸塑成型效率，影响车间生产效率。本文研究另辟蹊径，采用铝合金拼焊吸塑模具结构取代传统的翻砂铸造模具结构，从根本上解决上述问题。本文主要从铝合金拼焊吸塑模具总体方案、材料选择、焊接方式、模具冷却效率及吸塑案例等几个方面进行总体分析和研究。(2)

1铝合金拼焊吸塑模具总体方案

2材料选择方案

经调研，目前模具行业常用三种铝合金材料：5052-H112、5083-H112、6061-T651，本文从材料性能、适用模具结构、材料成本三个角度进行对比分析：

通过上述材料对比及同行业调研，5083-H112铝合金材料具有良好的材料性能和成本优势，优先选取5083-H112作为拼焊模具主体材料。

3 焊接方式的选择

目前，行业内吸塑模具主要采用MIG和FSW两种焊接工艺，本文研究选取两块5083-H112铝板，采用FSW与MIG方式分开焊接，从焊缝深度、焊接缺陷、表面粗糙度三个角度进行性能对比分析：

经焊接测试对比，采用FSW焊接方式外观质量及加工工艺性明显优于现有MIG焊接方式。

4 模具冷却效率

通过对某冰箱厂507W两种吸塑模具冷却效率对比测算：

结论：经升温效率测试对比，同等加热条件下，拼焊模具比翻砂模具升温效率提升约18%~23%。

5 上机验证

在同一吸塑机台，对比冷藏翻砂模与拼焊模的稳定生产时成型节拍差异：

验证结论：可批量性稳定生产，拼焊模具备100模/h以上生产能力，较翻砂模生产效率，提升至少20%，模具外观及内胆外观均显著提升。

6经济效益

下面结合我司铝合金拼焊吸塑模具研究成果应用的实际情况，取得最突出的经济效益如下：

同等成型条件下，由现有节拍85模/h，提升至100模/h，生产效率提升20%以上；

拼焊模采用FSW焊接工艺，焊接面实现“0”缺陷；

拼焊模采用微真空孔加工工艺，模具外观面及成型内胆外观表面，肉眼及强光手电鉴定，无外观缺陷；

有效解决现有铸造模环保问题及铸造生产瓶颈问题。

6结论

本文研究成果已成为行业先进模具结构，目前行业内没有大容积复杂产品采用拼焊工艺的吸塑模具，本文研究成果可在冰箱企业高端产品上推广应用。本文研究的拼焊冷藏吸塑模具，经批量生产验证，已有效解决现有铸造吸塑模具产生的外观缺陷和生产效率低下的问题。(2)

参考文献：

1. GB/T 8059-2016家用和类似用途制冷器具,中华人民共和国质量监督检验检疫总局/中国国家标准化管理委员会