CAE技术在车灯热板焊接中的应用

辛忠华，朱 涛，吴海萍，周永新

（大茂伟瑞柯车灯有限公司，江苏 常州 213022）

热板焊接是常用的塑料焊接技术，其主要是对2个互相焊接的料件进行加热，达到料件彼此的熔化状态，再施加一定的压力来达到互相焊接的效果［1］。与其他塑料焊接技术相比，其有着焊接速度快、焊件无需特殊处理等优点，常应用于汽车尾灯的灯壳与底座之间的接合。焊接筋是灯壳上设计的一圈筋，是热板焊接的受热受压区域。焊接筋的结构与车灯焊接品质有着很大的关联。焊接筋的结构设计主要考虑高度、宽度、与焊接方向的角度等因素。目前，这些设计一般是凭靠经验，在设计前期无法准确评估焊接品质，往往避免不了虚焊、假焊的风险。本文在设计前期，引入CAE技术评估了焊接筋的结构，预测了在焊接过程中，焊接筋易偏移区域，大大避免了焊接风险，减少了修模费用，缩短了设计周期。

1 尾灯有限元模型建立

图1为某款汽车尾灯的灯壳模型。整个模型包括红白黑三色灯壳、焊接筋、焊接方向等。焊接筋是热板焊接的作用区域［2］，焊接方向是焊接机器的合模方向，也是加压方向。

红白黑三色灯壳是通过注塑而成，在前处理阶段，可以在catia合成一个零件，或者利用有限元软件中Boned功能连接在一起。网格划分是有限元分析的必要步骤，整体尺寸选用4 mm，对于焊接筋附近的区域，需要进行局部细化，选用2 mm。为了提高计算精度，整个模型采用二阶四面体网格进行划分。

图1 汽车尾灯的灯壳模型