[发明专利]一种热塑性材料微波改性焊接装置及其焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种热塑性材料微波改性焊接装置及其焊接方法，特别是适用于热塑性材料的快速焊接领域。

背景技术

热塑性材料的连接方法主要有物理连接、胶粘接和加热熔接。中国专利CN101646276A在2010年2月10日公开了微波快速修复装置，它包括微波发生器、波导和微波辐射器，微波发生器的微波输出端与微波辐射器通过波导连接，微波发生器包括开关电源、控制电路、磁控管和激励器，开关电源的电源输出端连接驱动磁控器，磁控器与激励器连接，激励器与波导连接，控制电路的控制输出端连接开关电源的输出功率控制端。该装置对于划伤、裂纹等损伤的修复只是使用快速固化复合材料贴片在损伤处进行黏接，黏接后的强度较小，容易在后续使用中再次产生开裂；该装置未采用微波集中装备，导致能量不能有效的作用在被修复处，能耗较大；该装置未采取任何的屏蔽装置，辐射较大。

发明内容

本发明目的在于提供焊接强度大、能耗小、污染小的一种热塑性材料微波改性焊接装置及其焊接方法。

本发明解决技术问题所采用的技术方案：一种热塑性材料微波改性焊接装置，包括微波控制器、磁控管、微波辐射器、焊接辅助层、焊接辅助层温度测试仪、被焊接物温度测试仪、导波罩和屏蔽罩，微波控制器与磁控管的一端相连，微波辐射器与磁控管的另一端的内部相连并伸出一部分，导波罩罩在磁控管设有微波辐射器的一端的外部，至少两个被焊接物位于磁控管的正下方并位于屏蔽罩与导波罩之间的连接处，被焊接物的焊接处设有焊接辅助层，焊接辅助层边设有焊接辅助层温度测试仪，焊接辅助层温度测试仪的探头与焊接辅助层相接触，焊接辅助层温度测试仪与微波控制器相连接，被焊接物的焊接处设有与微波控制器连接的被焊接物温度测试仪，被焊接物温度测试仪的探头与被焊接物的焊接处相接触，屏蔽罩与导波罩连接为一体，屏蔽罩与导波罩连接处设有密封条。

所述的一种热塑性材料微波改性焊接装置，微波控制器上设有微波频率调节装置、时间设定装置和温度显示装置。使用微波频率调节按钮根据不同的热塑性材料来调节微波的频率，微波频率范围：300MHz～300GMHz；温度显示装置可以显示被焊接物焊接处的温度和焊接辅助层的温度。

所述的一种热塑性材料微波改性焊接装置，焊接辅助层是由极性分子材料与热塑性高分子有机材料的共混物构成。

所述的一种热塑性材料微波改性焊接装置，极性分子材料可以是金属氧化物、硅化合物或高分子有机酸盐。极性分子材料可以使热塑性高分子有机材料与被焊接物的内部与表面快速均匀加热而实现快速熔接。

所述的一种热塑性材料微波改性焊接装置，极性分子材料与热塑性高分子有机材料的共混物可以是纳米粉状或纤维状。

所述的一种热塑性材料微波改性焊接装置，极性分子材料与热塑性高分子有机材料的共混物可以是粉状、纤维状或片状。粉状共混物用于异型被焊接面，纤维状共混物用于狭缝被焊接面，片状共混物用于平面被焊接面。

所述的一种热塑性材料微波改性焊接装置，焊接辅助层可以附着在织物或无纺布上。添加织物或无纺布可以提高焊接处的强度。

所述的一种热塑性材料微波改性焊接装置的焊接方法，使极性分子材料与热塑性高分子有机材料的混合物构成的焊接辅助层置于被焊接物的焊接处，通过微波辐射器辐照被焊接物焊接处的焊接辅助层，极性分子材料与热塑性高分子有机材料的共混物吸收微波的能量并达到熔点，使极性分子材料与热塑性高分子有机材料的共混物与被焊接物熔接为一体。

本发明的有益效果：一种热塑性材料微波改性焊接装置采用了导波罩，导波罩能够更好更快的保证微波能量传递到被焊接物的焊接处，节约了时间并提高了效率；一种热塑性材料微波改性焊接装置采用了被焊接物和焊接辅助层温度测试仪，能够根据温度的变化精确的控制微波辐照的频率和时间，保证了被焊接物的快速熔接；一种热塑性材料微波改性焊接装置采用了屏蔽罩，屏蔽罩采用了密封结构，保证了能量的集中并屏蔽了微波外泄造成的辐射。一种热塑性材料微波改性焊接方法，使用这种方法焊接能够保证被焊接物的内部与表面快速均匀加热而实现快速熔接，从而提高的被焊接物的强度。

附图说明

图1为实施例1的结构图。

图中，1为微波控制器，2为磁控管，3为微波辐射器，4为焊接辅助层温度测试仪，5为被焊接物温度测试仪，6为导波罩，7为焊接辅助层，8为被焊接物，9为屏蔽罩。

具体实施方式

实施例1中，先将被焊接物8放入导波罩6的正下方，被焊接物的焊接处置于微波辐射器3的正下方，在被焊接物的焊接处设置好焊接辅助层7，将焊接辅助层温度测试仪4的探头放置在焊接辅助层上，被焊接物温度测试仪5的探头放置在被焊接物焊接处，使用密封条封好被焊接物，连接导波罩6与屏蔽罩9，开启微波控制器1，根据被焊接物材质的熔点设置微波辐射频率、辐射时间、温度上限及温度保持时间，焊接辅助层温度测试仪和被焊接物温度测试仪的探头测试温度并反馈到焊接辅助层温度测试仪和被焊接物温度测试仪，当温度达到温度上限时，再反馈到微波控制器，自动进入保持时间，保证极性分子材料与热塑性高分子有机材料的共混物吸收微波的能量达到熔点，并与被焊接物充分熔接为一体。