Implante de soldadura por inducción de termoplásticos
La soldadura por inducción de implantes es un método de unión utilizado en la fabricación de plásticos. El proceso de soldadura utiliza una bobina de inducción para excitar y calentar el material susceptible electromagnéticamente en la interfaz de la junta y derretir el termoplástico. El material susceptible puede estar contenido en una junta colocada entre la superficie de soldadura o dentro de los componentes reales de un material compuesto. Su uso es común para piezas grandes, de formas inusuales o delicadas que serían difíciles de soldar con otros métodos.
En los conductores eléctricos no magnéticos como el aluminio, el níquel o el cobre, un campo electromagnético alterno inducirá corrientes de Foucault en el material. Estas corrientes generan energía térmica a través del calentamiento Joule . Los materiales ferromagnéticos como el hierro y los aceros al carbono se calentarán tanto por la formación de corrientes de Foucault como por las pérdidas por histéresis . [1]
El calentamiento por inducción es un método eficaz para calentar materiales magnéticos o eléctricamente conductores. Los tiempos de calentamiento son mínimos y no es necesario el contacto directo con la pieza. Desafortunadamente, la mayoría de los termoplásticos son aislantes no magnéticos y excelentes. Para aprovechar el calentamiento por inducción con fines de soldadura termoplástica, se debe utilizar un implante susceptible como material intermedio. Casi cualquier conductor eléctrico o ferromagnéticoEl material se puede utilizar como implante. Los estilos de implantes incluyen mallas, fibras y polvos finos. El diseño de junta más común es un compuesto termoplástico con fibras susceptibles suspendidas. . Esta junta compuesta se puede formar en cualquier forma requerida para la aplicación de soldadura. La matriz de la junta está hecha típicamente del mismo termoplástico que se está soldando. En situaciones en las que se van a soldar dos materiales diferentes, el material de la junta suele ser una mezcla de los dos termoplásticos. [2]
La fibra de carbono es de interés debido a su uso generalizado en materiales compuestos . Siempre que haya bucles cerrados de carbono dentro de la estructura compuesta, se pueden inducir corrientes parásitas en el material. Los compuestos de fibra de carbono unidireccionales pueden tener poca susceptibilidad cuando el contacto entre fibras es limitado. [3]
Enfocar el calor solo en el punto de soldadura es difícil con fibras compuestas susceptibles en todo el material. En los compuestos de fibra de carbono, se pueden insertar capas delgadas eléctricamente aislantes con fibras no alineadas entre capas conductoras para aislar eléctricamente la superficie de la junta del volumen del material. Con esta técnica, se evita el calentamiento por inducción de la masa. [4]
Se utiliza un generador de inducción para producir corriente de alta frecuencia en el rango de 2-10 Mhz. [5] El rango utilizado está regulado por la FCC para evitar interferencias con las señales de transmisión.
