[发明专利]使用散热器和/或冷却的感应焊接

说明书

本发明涉及使用散热器和/或冷却的感应焊接。一种将第一热塑性复合材料(TPC)感应焊接到第二热塑性复合材料(TPC)的方法包括感应地加热第一TPC和第二TPC之间的焊接界面区域，以及在感应地加热焊接界面区域的同时冷却第一TPC的与焊接界面区域相对的表面。

技术领域

本公开涉及感应焊接。更具体地，本公开涉及使用柔性散热器和/或冷却以降低远离焊接界面的温度的热塑性复合材料的感应焊接。

背景技术

感应焊接可用于将热塑性复合材料(TPC)部件熔合或接合在一起。TPC部件通常包括用非塑料材料如碳纤维加强的热塑性塑料。TPC部件提供了高的损伤容限以及耐湿性和耐化学性，并且在热或湿条件下不劣化。此外，TPC部件可以再熔化，与其它替代物相比，这在修理和寿命终止的再循环能力以及降低处理和存储成本方面提供益处。

感应焊接涉及沿着TPC部件的焊接线移动感应线圈。感应线圈在设置在TPC部件内的内在传导碳纤维中感应出涡电流，这产生热量并使热塑性塑料熔化，意图特别地使热塑性塑料在焊接界面处熔化。TPC部件被压紧在一起产生熔合结合或焊接接头。感应焊接产生被认为是一个实心件的焊接接头，使得两个或更多个部件变成一个部件。

虽然感应焊接是有效的，但是感应线圈在整个TPC部件中产生热量，而不仅仅是在焊接接头处产生热量。例如，在TPC部件的更靠近感应线圈的部分中的加热高于在焊接接头处的加热。因此，在本领域中需要一种用于感应焊接TPC部件的系统和方法，其将热量集中在焊接接头处。

发明内容

在一个实施例中，提供了一种将第一热塑性复合材料(TPC)感应焊接到第二热塑性复合材料(TPC)的方法。该方法包括感应地加热第一TPC与第二TPC之间的焊接界面区域，以及在感应地加热焊接界面区域的同时冷却第一TPC的与焊接界面区域相反的表面。

在另一个实施例中，提供了一种用于感应焊接的散热器。该散热器包括多个瓷砖，其中瓷砖是不导电而是导热的，以及将瓷砖柔性地接合在一起成为单层的机械铰链。

在另一个实施例中，提供了一种从第一热塑性复合材料(TPC)的表面耗散热量的方法，该第一热塑性复合材料在焊接界面区域中被感应地焊接到第二热塑性复合材料(TPC)。该方法包括在将散热器放置在焊接界面区域上面期间使散热器挠曲以符合第一TPC的表面，将感应热量施加到第一TPC和第二TPC之间的焊接界面区域，以及经由散热器从第一TPC的表面排出热量。

本发明的设备和方法也在以下条款中提及，其不应与权利要求混淆。

条款1.一种将第一热塑性复合材料(TPC)12感应焊接到第二热塑性复合材料(TPC)14的方法，所述方法包括：

感应地加热所述第一TPC 12和所述第二TPC 14之间的焊接界面区域74；以及

在感应地加热所述焊接界面区域74的同时，冷却所述第一TPC 12的与所述焊接界面区域74相反的表面43。

条款2.条款1所述的方法，所述方法还包括在将散热器20放置到所述第一TPC12的与所述焊接界面区域74相反的所述表面43上期间使散热器20挠曲。

条款3.前述条款1或2中任一项所述的方法，其中，冷却所述第一TPC 12的所述表面43包括经由所述散热器20耗散所述第一TPC 12的所述表面43上的热量。

条款4.前述条款1或2中任一项所述的方法，其中，使所述散热器20挠曲包括使多个导热而不导电的瓷砖40之间的接头42挠曲。

条款5.前述条款1至4中任一项所述的方法，所述方法还包括在感应地加热所述焊接界面区域74的同时，冷却所述第二TPC 14的与所述焊接界面区域74相反的表面。