阅读说明：本技术 一种热塑性复合材料感应焊接冷却装置 (Thermoplastic composite induction welding cooling device ) 是由 占小红 胥颖 卜珩倡 马婉萍 杨红艳 王飞云 于 2019-08-20 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种热塑性复合材料感应焊接冷却装置：包括加压装置、冷却液循环装置、计算机控制中心。所述的冷却液循环装置包括液体冷却装置、冷却液储存装置、循环泵、保温传输管、管接头。液体冷却装置设置在加压装置内部,加压装置的外底部设有温度传感器。计算机控制中心连接温度传感器和循环泵,自适应调节冷却液的流速。本发明解决了热塑性复合材料感应焊接的过程中对焊接点加压时不能同时冷却问题,同时实现了快速选择式冷却,使用方便,操作简便,工作效率高,能节省时间。(The invention discloses a thermoplastic composite material induction welding cooling device, which comprises: comprises a pressurizing device, a cooling liquid circulating device and a computer control center. The cooling liquid circulating device comprises a liquid cooling device, a cooling liquid storage device, a circulating pump, a heat preservation transmission pipe and a pipe joint. The liquid cooling device is arranged inside the pressurizing device, and the outer bottom of the pressurizing device is provided with a temperature sensor. The computer control center is connected with the temperature sensor and the circulating pump, and the flow rate of the cooling liquid is adjusted in a self-adaptive mode. The invention solves the problem that the welding points can not be cooled simultaneously when being pressurized in the process of induction welding of the thermoplastic composite material, and simultaneously realizes quick selective cooling, and has the advantages of convenient use, simple and convenient operation, high working efficiency and time saving.)

一种热塑性复合材料感应焊接冷却装置

技术领域

本发明属于复合材料感应焊接领域，特别涉及一种热塑性复合材料感应焊接冷却装置。

背景技术

近年来，热塑性复合材料在航空航天以及汽车等领域得到了广泛的应用。随之，热塑性复合材料的连接技术显得尤为重要。通过机械铆接或胶接粘合来连接热塑性复合材料工序复杂且成本较高。因此，一个世纪以来广泛应用于金属材料的感应焊接被提出用于热塑性基体复合材料。

感应焊接是一种特殊的焊接工艺，它由感应线圈产生高频电磁场，置于焊接界面处的焊接感应材料则因此产生涡流电流并发热，从而达到焊接的目的。在焊接非导电纤维增强的材料时，在界面处额外放置感应材料即可，可以是碳纤维，也可以是金属网。感应线圈与感应材料无直接接触，且非感应区域不会有热量产生，因此参数设置合理时，焊接较为精确且不易产生变形和多余的树脂流动。除此之外，感应焊接效率较高，可以实现连续化焊接，是一种人为因素介入较少的焊接技术，具有较高的可靠性。基于以上因素，感应焊接是将来热塑性复合材料结构件连接技术最重要的发展方向。

热塑性复合材料感应焊接时，在磁场的作用下，焊点的焊接元件熔融，此时需要对该焊点施加压力，使焊接元件在焊点处连接在一起。若采用机械加压，会覆盖在焊接部位，难以在加压的同时对焊接部位进行冷却。如果不能及时冷却，高温停留时间较长，会对焊接部位的性能造成影响。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种热塑性复合材料感应焊接冷却装置，能够在焊接热塑性复合材料感应焊接的加压过程中同时实现冷却，可以有效地避免焊接部位由于冷却不及时而导致的性能不佳。加压装置和冷却装置耦合一体，独立工作互不影响，使用方便，操作简便，有效提高工作效率，节省时间。

本发明通过下述技术方案实现：

一种热塑性复合材料感应焊接冷却装置，其特征在于：包括加压装置1、冷却液循环装置、计算机控制中心10。所述的冷却液循环装置包括液体冷却装置3、冷却液储存装置7、循环泵6、保温传输管5、管接头2。液体冷却装置3设置在加压装置1内部，加压装置的外底部设有温度传感器4；

所述冷却液储存装置内部设有液位控制计8；

所述液体冷却装置3对在感应焊接部位施加压力的加压装置1进行冷却，液体冷却装置 3位于加压装置1内部偏下位置，液体冷却器3里面设置冷却循环流道32，壳体上设置有连接冷却循环流道两端的入口34和出口35；

所述温度传感器4设有两个，分别位于液体冷却装置3的入口34和出口35的下方，且都位于加压装置的外底部。测量所得温度信息实时反馈到计算机控制中心10；

冷却液循环回路是通过利用循环泵的泵马达驱动的循环泵6使设备的冷却液循环，通过计算机控制中心10控制马达的运行频率，改变冷却液的流量，调节冷却温度。所述冷却循环流道32呈弓形，且由环状侧壁31和分隔板33组成；

所述冷却循环回路32为弓形，且由环状侧壁31和分隔板33组成。

本发明对于现有技术，至少具备如下优点及效果：

本发明中采用了温度传感器反馈冷却温度，再通过控制马达的运行频率，改变冷却液的流量，调节冷却温度，可以控制冷却温度在适宜温度范围内；

本发明中冷却液存储装置的内部安装有液位控制计；

本发明解决了热塑性复合材料在感应焊接加压过程中不能同时冷却的问题；

本发明采用液体冷却循环系统，相较于现在常用的气体冷却装置，冷却速度更快，易于控制冷却温度；

本发明能实现快速选择式冷却，使用方便，操作简便，工作效率高，能节省时间。

附图说明

图1是一种热塑性复合材料感应焊接冷却装置的结构示意图；

图1中编号表示：1-加压装置；2-管接头；3-液体冷却装置；4-温度传感器；5-保温传输管；6-循环泵；7-冷却液储存装置；8-液位控制计；9-热塑性复合材料；10-计算机控制中心。

图2是液体冷却装置以及管接头的横截面图；

图2中编号表示：31-环状侧壁；32-冷却循环流道；33-分隔板；34-液体冷却装置的入口； 35-液体冷却装置的出口。

图3本发明热塑性复合材料感应焊接冷却装置的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进一步具体详细描述。

如图1所示。本发明公开了一种热塑性复合材料感应焊接冷却装置，包括加压装置1、冷却液循环装置、计算机控制中心10。所述的冷却液循环装置包括液体冷却装置3、冷却液储存装置7、循环泵6、保温传输管5、管接头2。液体冷却装置3设置在加压装置1内部，加压装置的外底部设有温度传感器4。冷却液储存装置内部设有液位控制计8。所述温度传感器4设有两个，分别位于液体冷却装置3的入口34和出口35的下方，且都位于加压装置的外底部。测量所得温度信息实时反馈到计算机控制中心10。冷却液循环回路是通过利用循环泵的泵马达驱动的循环泵6使设备的冷却液循环，通过计算机控制中心10控制马达的运行频率，改变冷却液的流量，调节冷却温度。所述冷却循环流道32呈弓形，且由环状侧壁31和分隔板33组成。

图2是本发明的液体冷却装置的横截面。液体冷却装置3内设计有冷却循环流道32，壳体上设置有连接冷却循环流道两端的入口34和出口35。冷却循环回路32为弓形，且由环状侧壁31和分隔板33组成。根据加压装置以及焊接部位的大小确定液体冷却装置的大小和位置。

加压装置1和液体冷却装置3之间可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体。

在本实施例中，加压装置1的材料选用电木，尺寸为200mm×200m×300mm。由于电木的导热系数较低，所以选择液氮为冷却液。液体冷却装置3的尺寸为100×100mm×20mm，安装在距加压装置1底部20mm的位置。在对焊接部位加压之前，运用液体冷却装置3将加压装置1的底部温度降低到15℃左右后，降低泵马达的运行频率，保持底部温度在15℃左右。加压过程中若底部温度有所升高，增加泵马达的运行频率，使冷却温度降低，保持焊接过程中冷却温度不变。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。