在双腔空气弹簧普及的今天,曾经采用铝制的空气弹簧上座已被塑料件取代。这一变化并非出于成本考虑,而是由于双腔空气弹簧的主、副气室由上座内部的隔档、加强筋和气道构成,结构复杂、尺寸精度要求高,传统金属材料难以满足,高性能高分子复合材料配合特殊焊接工艺成为主流方案。
双腔空气弹簧上座由上下两个塑料零件焊接成型,其内部设有复杂气道、多个形状各异的加强筋和电磁阀安装座。作为气室的一部分,上座需承受约25bar的内部气压,这对塑料焊接质量提出了很高要求。
评价焊接质量不仅通过爆破试验测试爆破压力,还重点观察爆炸裂口形式。孔辉工艺团队通过研究和试验总结出以下要点:
1、爆破压力需足够,并非越高越好。空气弹簧工作时,上座材料不仅受内部压力载荷,还受车身及簧下质量带来的复杂交变应力。过高的爆破压力意味着上座刚性过强,易导致其他方向载荷的应力集中,且注塑和焊接过程中会产生大量残余内应力无法释放,影响耐久性。
2、爆炸裂口形式比压力值更关键。孔辉通过大量爆破试验及耐久试验,将爆破断口按位置分为3个型态,并总结其影响。
要保证上座塑料件的焊接质量,需重点控制以下三个方面:
1、提升焊接面的温度均匀性。尼龙材料的熔融温度与热分解温度接近,若温度均匀性差,易出现局部过热或未熔融区域,导致焊接缺陷。
2、控制塑料件本身含水率。尼龙材料吸水能力强,过高的含水率会在焊接过程中产生气泡等缺陷,影响焊接强度。
3、压紧力要适当。正确做法是保证塑料件良好接触,同时避免熔融材料过度挤出,使焊接处形成饱满的接头,增强强度和寿命。错误做法是熔融材料被过度挤出,焊接两侧塑料本体间的连接材料所剩无几,承受交变应力时易快速疲劳断裂。
孔辉科技通过持续研究和工艺优化,截至2025年6月31日,累计焊接并交付70万件双腔空气弹簧塑料上座,售后焊接质量问题反馈为零。这一成果得益于国内设备厂家如苏州凯尔博攻克了热风焊机技术,为双腔空气弹簧塑料焊接提供了设备支持。
随着智能悬架技术的发展,塑料焊接工艺将在空气弹簧领域发挥更关键的作用,为车辆的舒适与安全提供坚实保障。
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