[发明专利]内置电磁材料的热塑性树脂基复合材料感应焊设备及方法

权利要求书

1.内置电磁材料的热塑性树脂基复合材料感应焊设备，其特征在于：内置电磁材料的热塑性树脂基复合材料感应焊设备，包括感应发生器(1)、热交换器(2)、压力机(3)、感应线圈(4)、垫板(6)、外置红外测温仪(8)、绝热板(9)和铜制壳体(10)；所述铜制壳体(10)、感应发生器(1)、热交换器(2)和压力机(3)由下至上依次连接，所述感应线圈(4)置于铜制壳体(10)的底端内部，铜制壳体(10)的底端面上固定有绝热板(9)；所述感应线圈(4)与感应发生器(1)电连接，感应线圈为中空型线圈，其进出口与热交换器连接；垫板(6)置于绝热板(9)的下方，垫板与绝热板之间设置待焊件(5)；外置红外测温仪(8)的探头(7)与待焊件(5)对应设置；所述感应发生器(1)为感应线圈(4)提供高频电源；所述热交换器(2)用于给感应线圈(4)降温；所述压力机(3)用于提供轴向压力；所述外置红外测温仪(8)用于检测接头温度；所述待焊件(5)为内置电磁材料的热塑性树脂基复合材料，其采用层压成型工艺方法制得，在层与层之间压制过程中，添加铁基铁磁材料形成复合材料焊接件，层压过程中添加的铁基铁磁材料为粉末状或颗粒状；层压过程中添加的铁基铁磁材料，在任意一层压制时，提前混合在热塑性树脂预浸料中，或者均匀撒在任意一层表面上。

2.根据权利要求1所述的内置电磁材料的热塑性树脂基复合材料感应焊设备，其特征在于：所述复合材料焊接件厚度为0.25mm-5.0mm，压制的每层材料厚度为0.05mm-0.5mm，导电磁性材料厚度为60-150μm。

3.根据权利要求2所述的内置电磁材料的热塑性树脂基复合材料感应焊设备，其特征在于：所述内置电磁材料的热塑性树脂基复合材料中添加增强相的复合材料，增强相的复合材料为碳纤维或玻璃纤维。

4.根据权利要求1所述的内置电磁材料的热塑性树脂基复合材料感应焊设备，其特征在于：所述热交换器(2)是循环水冷却装置。

5.根据权利要求1所述的内置电磁材料的热塑性树脂基复合材料感应焊设备，其特征在于：所述感应线圈(4)是单匝线圈、多匝线圈、盘圈形线圈或发卡线圈。

6.内置电磁材料的热塑性树脂基复合材料感应焊方法，该方法是依托权利要求1-5任一所述的内置电磁材料的热塑性树脂基复合材料感应焊设备实现的，其特征在于：将待焊件(5)放置到垫板(6)上，利用压力机(3)对待焊件(5)施加预压力，再通过感应发生器(1)接通感应线圈(4)，产生加热内置电磁材料的电磁场，通过热传导依次加热和熔化周围的热塑性树脂基复合材料，在循环水的冷却作用下，降低感应线圈(4)的温度，待外置红外测温仪(8)检测到接头温度达到树脂材料玻璃化温度，且小于热分解温度时，感应线圈(4)停止工作，在压力作用下使接头冷却到室温，形成最终接头。

7.根据权利要求6所述的内置电磁材料的热塑性树脂基复合材料感应焊方法，其特征在于：所述压力机(3)对待焊件(5)施加0.45-1.20MPa的预压力，且在焊后保压至冷却到室温。

8.根据权利要求7所述的内置电磁材料的热塑性树脂基复合材料感应焊方法，其特征在于：所述感应发生器(1)将40Hz-70Hz的电源转变为功率为1-5KW的高频为2-10MHz的电源。