[发明专利]利用感应加热接合热塑性工件

说明书

一种接合工件的方法包括以下步骤：将第一工件和第二工件放在一起；将感受器材料感应加热；和将工件压制在一起。每个工件可包括热塑性材料，并且将工件在连结界面处放在一起，使得第一工件的突出部与第二工件的接受部对准。感受器材料在加热期间与第一工件的热塑性材料接触，使得第一工件的热塑性材料软化。在将第一工件的热塑性材料软化的同时执行压制步骤，从而在感受器材料与第一工件的热塑性材料接触处重塑第一工件。使突出部变形以在连结界面处与接受部形成互锁。

背景技术

感应加热已经在其中相对快速且高效的材料加热是有用的各种应用中（诸如在冶金炉、烹饪、焊接和热处理工艺中）取得了一些成功。感应加热通常通过将制品暴露于高频交变磁场而起作用，该高频交变磁场在制品的导电部分中感应出交流电流。导电材料中电流的固有电阻引起制品发热。因为交变场可穿透制品，所以感应加热可从内部加热制品，这与通过传导或对流进行加热不同。感应加热通常限于金属材料的加热，因为通常在非金属材料（例如矿物、陶瓷、聚合物、有机物等）中不能感应出足够高的电流。

发明内容

根据各种实施例，一种接合工件的方法包括包含以下步骤：将第一工件和第二工件在连结界面处放在一起，使得第一工件的突出部与第二工件的接受部对准；将与第一工件的热塑性材料接触的感受器材料感应加热，使得热塑性材料软化；和在将热塑性材料软化的同时将第一工件和第二工件压制在一起，从而在将热塑性材料软化处重塑第一工件。使突出部变形以在连结界面处与接受部形成互锁。

在各种实施例中，感受器材料在感应加热步骤期间处于连结界面处，使得第二工件的热塑性材料在感应加热步骤期间软化。

在各种实施例中，感受器材料是膜，该膜包括与第一工件的热塑性材料相容的聚合材料，使得膜的聚合材料和第一工件的热塑性材料在加热并压制在一起时混合并结合在一起。

在各种实施例中，感受器材料是膜，该膜包括与第一工件的热塑性材料相容的聚合材料的第一层和与第二工件的热塑性材料相容的聚合材料的第二层，使得聚合材料的第一层和第一工件的热塑性材料在加热并压制在一起时混合并结合在一起。聚合材料的第二层和第二工件的热塑性材料在加热并压制在一起时混合并结合在一起，并且第一工件的热塑性材料不同于第二工件的热塑性材料。

在各种实施例中，在将工件放一起的步骤之前，将感受器材料嵌入热塑性材料中。

在各种实施例中，第一工件由热塑性复合材料形成，该热塑性复合材料包括分布在基体材料内的导电纤维，其中纤维是感受器材料，并且热塑性材料是基体材料。

在各种实施例中，在感应加热步骤之前，第一工件、第二工件、感受器材料或其任何组合包括碳纤维。

在各种实施例中，突出部具有尺寸经设定的宽度，以在将工件放在一起的步骤之前被接受部接纳。当使突出部变形时，突出部的宽度增大，使得不可从接受部中移除突出部，从而形成互锁。

在各种实施例中，在将工件放在一起的步骤期间，将第二工件的突出部与第一工件的接受部对准，并且在感应加热步骤期间，第二工件的热塑性材料软化。使第二工件的突出部在压制步骤期间变形，以与第一工件的接受部形成互锁。

在各种实施例中，突出部是第一工件的多个突出部中的一个，并且接受部是第二工件的多个接受部中的一个。在将工件放在一起的步骤期间，使每个突出部与对应的接受部对准。通过同时在对应的接受部中的每个中的突出部中的每个的变形来形成对应的多个互锁。

在各种实施例中，在感应加热步骤期间，感受器材料在第一工件的背离第二工件的侧面处。

在各种实施例中，在将工件放在一起的步骤之前，第一工件包括沿着第一工件的与突出部相对的侧面的凹痕，并且通过第一工件的所述重塑至少部分地去除凹痕。

在各种实施例中，感受器材料是工具的一部分，在压制步骤期间抵靠第一工件压制该工具，使得在感应加热步骤期间加热工具。