Caractérisation de la chauffe par induction d’un suscepteur magnétique à base de PEI pour le soudage de composites thermoplastiques pour des applications spatiales

auteur à contacter: romain.martin.1@ens.etsmtl.ca

Les techniques de soudage émergent comme des alternatives pour l’assemblage des pièces en matériaux composites à matrice thermoplastique, en remplacement des adhésifs et des attaches mécaniques. En effet, les grandes plages de température observées sur la Lune (100°C/-200°C) compliquent l’utilisation de ces techniques en raison des différences d’expansion thermique entre les composants en composites et les adhésifs ou les inserts métalliques. Cela crée des contraintes internes, compromettant l’intégrité des structures, dont on peut s’affranchir en utilisant des méthodes de soudage. Le soudage par induction se base sur l’application d’un champ magnétique sur la zone de soudure, où un « suscepteur » génère de la chaleur grâce à son interaction avec le champ magnétique. Ce matériau est composé de particules ferromagnétiques dispersées dans un thermoplastique et dissipe de la chaleur grâce aux pertes par hystérèse. Le renfort étant discontinu, moins de contraintes sont créées lors des cycles thermiques par rapport à un élément chauffant continu. Le taux de chauffe d’un suscepteur est mesuré à l’aide d’une caméra thermique. L’augmentation de la concentration en particules induit un taux de chauffe supérieur et une température maximale plus élevée. Les courbes de chauffe expérimentales sont comparées aux courbes théoriques pour valider l’utilisation du modèle servant à prédire la température du suscepteur lors du procédé de soudage.