[發明專利]內置電磁材料的熱塑性樹脂基復合材料感應焊設備及方法

有效

• 申請號: 201811504911.2
• 申請日: 2018-12-10
• 公開（公告）號: CN109383036B
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 周利;秦志偉;劉杉;陳偉光;于明潤;陳鐵覺;楊海峰;馮吉才
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（威海）
• 主分類號: B29C65/32
• 分類號: B29C65/32
• 代理公司: 哈爾濱市偉晨專利代理事務所(普通合伙) 23209
• 代理人: 李曉敏

1.內置電磁材料的熱塑性樹脂基復合材料感應焊設備，其特征在于：內置電磁材料的熱塑性樹脂基復合材料感應焊設備，包括感應發生器(1)、熱交換器(2)、壓力機(3)、感應線圈(4)、墊板(6)、外置紅外測溫儀(8)、絕熱板(9)和銅制殼體(10)；所述銅制殼體(10)、感應發生器(1)、熱交換器(2)和壓力機(3)由下至上依次連接，所述感應線圈(4)置于銅制殼體(10)的底端內部，銅制殼體(10)的底端面上固定有絕熱板(9)；所述感應線圈(4)與感應發生器(1)電連接，感應線圈為中空型線圈，其進出口與熱交換器連接；墊板(6)置于絕熱板(9)的下方，墊板與絕熱板之間設置待焊件(5)；外置紅外測溫儀(8)的探頭(7)與待焊件(5)對應設置；所述感應發生器(1)為感應線圈(4)提供高頻電源；所述熱交換器(2)用于給感應線圈(4)降溫；所述壓力機(3)用于提供軸向壓力；所述外置紅外測溫儀(8)用于檢測接頭溫度；所述待焊件(5)為內置電磁材料的熱塑性樹脂基復合材料，其采用層壓成型工藝方法制得，在層與層之間壓制過程中，添加鐵基鐵磁材料形成復合材料焊接件，層壓過程中添加的鐵基鐵磁材料為粉末狀或顆粒狀；層壓過程中添加的鐵基鐵磁材料，在任意一層壓制時，提前混合在熱塑性樹脂預浸料中，或者均勻撒在任意一層表面上。

2.根據權利要求1所述的內置電磁材料的熱塑性樹脂基復合材料感應焊設備，其特征在于：所述復合材料焊接件厚度為0.25mm-5.0mm，壓制的每層材料厚度為0.05mm-0.5mm，導電磁性材料厚度為60-150μm。

3.根據權利要求2所述的內置電磁材料的熱塑性樹脂基復合材料感應焊設備，其特征在于：所述內置電磁材料的熱塑性樹脂基復合材料中添加增強相的復合材料，增強相的復合材料為碳纖維或玻璃纖維。

4.根據權利要求1所述的內置電磁材料的熱塑性樹脂基復合材料感應焊設備，其特征在于：所述熱交換器(2)是循環水冷卻裝置。

5.根據權利要求1所述的內置電磁材料的熱塑性樹脂基復合材料感應焊設備，其特征在于：所述感應線圈(4)是單匝線圈、多匝線圈、盤圈形線圈或發卡線圈。

6.內置電磁材料的熱塑性樹脂基復合材料感應焊方法，該方法是依托權利要求1-5任一所述的內置電磁材料的熱塑性樹脂基復合材料感應焊設備實現的，其特征在于：將待焊件(5)放置到墊板(6)上，利用壓力機(3)對待焊件(5)施加預壓力，再通過感應發生器(1)接通感應線圈(4)，產生加熱內置電磁材料的電磁場，通過熱傳導依次加熱和熔化周圍的熱塑性樹脂基復合材料，在循環水的冷卻作用下，降低感應線圈(4)的溫度，待外置紅外測溫儀(8)檢測到接頭溫度達到樹脂材料玻璃化溫度，且小于熱分解溫度時，感應線圈(4)停止工作，在壓力作用下使接頭冷卻到室溫，形成最終接頭。

7.根據權利要求6所述的內置電磁材料的熱塑性樹脂基復合材料感應焊方法，其特征在于：所述壓力機(3)對待焊件(5)施加0.45-1.20MPa的預壓力，且在焊后保壓至冷卻到室溫。

8.根據權利要求7所述的內置電磁材料的熱塑性樹脂基復合材料感應焊方法，其特征在于：所述感應發生器(1)將40Hz-70Hz的電源轉變為功率為1-5KW的高頻為2-10MHz的電源。