粘接技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)-精課件

粘接技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)粘接技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)1.1粘接的影響因素與破壞機(jī)理化學(xué)因素1.極性2.分子量3.側(cè)鏈4.pH值5.交聯(lián)6.溶劑和增塑劑7.填料8.結(jié)晶性9.分解：水解、熱解物理因素1.表面粗糙度2.表面處理3.滲透4.遷移5.壓力6.膠層厚度7.負(fù)荷應(yīng)力8.內(nèi)應(yīng)力9.環(huán)境：熱、水、光、氧氣等1.1粘接的影響因素與破壞機(jī)理化學(xué)因素1.極性2.分子量膠接頭的力學(xué)行為-內(nèi)力內(nèi)應(yīng)力使膠接強(qiáng)度和耐久性下降。產(chǎn)生的原因：1、收縮應(yīng)力：膠粘劑固化時(shí)，因揮發(fā)、冷卻和化學(xué)反應(yīng)而體積發(fā)生收縮，引起收縮應(yīng)力。2、熱應(yīng)力：膠粘劑和被粘物的熱膨脹系數(shù)不同，溫度的變化將引起熱應(yīng)力。3、在老化過程中膠層吸水而發(fā)生溶脹，在不連續(xù)處將產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。降低內(nèi)應(yīng)力：（1）共聚或提高聚合物分子量以降低體系中官能團(tuán)濃度。（2）加入增韌劑，降低固化收縮應(yīng)力。（3）加入無(wú)機(jī)填料。（4）膠接熱膨脹系數(shù)大的材料時(shí)選擇較低的固化溫度。（5）使膠粘劑的熱膨脹系數(shù)接近于被粘物。（6）選用彈性良好的膠粘劑。膠接頭的力學(xué)行為-內(nèi)力內(nèi)應(yīng)力使膠接強(qiáng)度和耐久性下降。產(chǎn)生的原膠接頭的力學(xué)行為-應(yīng)力集中大多數(shù)合成膠粘劑的主要成分是非晶態(tài)高聚物。在材料內(nèi)部存在很多細(xì)小的缺陷，形成應(yīng)力集中。當(dāng)局部應(yīng)力超過局部強(qiáng)度時(shí)，缺陷就發(fā)展成為裂縫真正破裂。因此內(nèi)應(yīng)力集中造成的破壞將降低粘接強(qiáng)度。固體材料的強(qiáng)度與分子作用力的大小、材料中的缺陷大小分布情況以及缺陷周圍的應(yīng)力分布有關(guān)。（1）減少材料的缺陷即提高分子量，形成結(jié)晶。（2）加入增韌劑增加對(duì)裂縫擴(kuò)展的抵抗力。膠接頭的力學(xué)行為-應(yīng)力集中大多數(shù)合成膠粘劑的主要成分是非晶態(tài)破壞現(xiàn)象膠接件破壞的一般形式有四種（見圖）：①被粘物破壞，發(fā)生于粘接強(qiáng)度大于被粘物強(qiáng)度時(shí)；②內(nèi)聚破壞，膠粘劑破壞，強(qiáng)度取決于膠粘劑內(nèi)聚力；③界面破壞（粘附破壞），破壞發(fā)生在被粘物與膠粘劑的界面（膠粘界面完整脫離），此時(shí)粘接強(qiáng)度決定于粘附力；④混合破壞，既有內(nèi)聚破壞，又有界面破壞。破壞現(xiàn)象膠接件破壞的一般形式有四種（見圖）：①被粘物破壞，發(fā)膠粘劑或被粘材料破壞是理想的破壞形式，即100%的內(nèi)聚破壞，因?yàn)檫@種破壞在材料粘接時(shí)能獲得最大強(qiáng)度。粘接破壞發(fā)生在接頭最薄弱的地方，不一定總是發(fā)生在界面上。說明粘接強(qiáng)度不僅與膠粘劑、被粘物之間作用力有關(guān)，也與聚合物粘料分子之間的作用力有關(guān)。高聚物分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)，以及聚集態(tài)都強(qiáng)烈地影響膠接強(qiáng)度。膠粘劑或被粘材料破壞是理想的破壞形式，即100%的內(nèi)聚破壞，弱邊界層理論弱邊界層（WBL）來(lái)自膠粘劑、被粘物、環(huán)境，或三者之間任意組合。當(dāng)發(fā)生破壞時(shí)，盡管多數(shù)發(fā)生在膠粘劑和被粘物界面，但實(shí)際上是弱邊界層的破壞。正是這些內(nèi)聚強(qiáng)度較低的物質(zhì)存在，致使粘接強(qiáng)度會(huì)表現(xiàn)的比預(yù)期降低。1）不良浸潤(rùn)，有空氣泡或灰塵、油等雜質(zhì)殘留形成弱區(qū)；2）溶于液態(tài)膠粘劑的不溶雜質(zhì)，在固體化后形成另一相3）內(nèi)應(yīng)力在被粘體與膠粘劑整體間產(chǎn)生弱界面層4）聚合物中低分子量有機(jī)物WBL除工藝因素外，在聚合物成網(wǎng)或熔體相互作用的成型過程中，膠粘劑與表面吸附等熱力學(xué)現(xiàn)象中產(chǎn)生界層結(jié)構(gòu)的不均勻性界面層也會(huì)有WBL出現(xiàn)。這種WBL的應(yīng)力松弛和裂紋的發(fā)展都會(huì)不同，因而極大地影響著材料和制品的整體性能。應(yīng)用：避免弱邊界層粘接膠帶隔離層通常是經(jīng)過化學(xué)剪裁的弱邊界層弱邊界層理論弱邊界層（WBL）來(lái)自膠粘劑、被粘物、環(huán)境，或三粘接技術(shù)在粘接技術(shù)中如果要獲得良好的粘接效果，首先要求如下的三個(gè)良好條件：粘接接頭的設(shè)計(jì)膠粘劑的選用粘接工藝的實(shí)施。粘接技術(shù)在粘接技術(shù)中如果要獲得良好的粘接效果，首先要求如下的1粘接接頭的設(shè)計(jì)接頭在實(shí)際應(yīng)用中的受力分析一個(gè)好接頭與粘接強(qiáng)度密切相關(guān)。首先是受力方向和接頭之間的關(guān)系，粘接接頭在實(shí)際的工作狀態(tài)中其受力主要有下列幾種基本類型：剪切、均勻扯離、不均勻扯離和剝離。實(shí)驗(yàn)證明一般情況下，膠粘劑承受剪切和均勻扯離的作用能力比承受不均勻扯離和剝離作用的能力大得多。1粘接接頭的設(shè)計(jì)接頭在實(shí)際應(yīng)用中的受力分析一個(gè)好接頭與粘接(1)剪切外力平行于粘接面。這種受力形式的接頭最常用，因?yàn)樗坏辰有Ч枚液?jiǎn)單易行，易于推廣應(yīng)用。(2)均勻扯離有時(shí)也稱為拉伸。作用力垂直作用在粘接平面，應(yīng)力均勻分配。高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)膠拉伸強(qiáng)度可達(dá)到58.8MPa。(3)不均勻扯離均勻扯離在實(shí)際使用中是很難碰到的，一旦外力方向偏斜，就產(chǎn)生嚴(yán)重的應(yīng)力集中，主要集中在邊緣的區(qū)域內(nèi)，接頭容易破壞。這種類型的接頭，其承載能力很低，一般只有理想的均勻扯離強(qiáng)度的1／10左右。(4)剝離或撕離兩種薄的軟質(zhì)材料受扯離作用時(shí)，稱為撕離；兩種剛性不同的材料受扯離作用時(shí)，稱為剝離。粘接試件受扯離作用時(shí)，應(yīng)力集中在膠縫的邊緣附近，而不分布在整個(gè)粘接面上，這種情況稱為剝離或撕離。(1)剪切外力平行于粘接面。這種受力形式的接頭最常用，因?yàn)樗痈邚?qiáng)度環(huán)氧膠實(shí)驗(yàn)①鋁合金搭接接頭，剪切強(qiáng)度很高，但橫向負(fù)載能力不高。這樣接頭就不能用在受橫向負(fù)載較大的結(jié)構(gòu)構(gòu)件上。②粘接玻璃鋼、板材，剪切強(qiáng)度比較低，搭接接頭是不合適。③粘接車刀、鉆頭等受力大的部件，采用簡(jiǎn)單的平面對(duì)接，即使是高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)膠粘劑，剪切強(qiáng)度達(dá)49MPa，仍然要失敗。如改變接頭形式，采用套接、嵌接等使應(yīng)力的很大部分由金屬被粘物本身去承擔(dān)，就可能成功。如圖。例子高強(qiáng)度環(huán)氧膠實(shí)驗(yàn)①鋁合金搭接接頭，剪切強(qiáng)度很高，但橫向負(fù)接頭設(shè)計(jì)的基本原則（1）①膠粘劑的拉伸剪切強(qiáng)度較高，設(shè)計(jì)接頭盡量承受拉伸和剪切負(fù)載。板材搭接接頭承受剪切負(fù)載的是比較理想的。②保證粘接面上應(yīng)力分布均勻，盡量避免剝離和劈裂負(fù)載。剝離和劈裂破壞通常是從膠層邊緣開始，在邊緣處采取局部加強(qiáng)或改變膠縫位置的設(shè)計(jì)都是切實(shí)可行的。最理想的辦法是各種局部的加強(qiáng)。如平面粘接的防剝措施如圖2．4所示。接頭設(shè)計(jì)的基本原則（1）①膠粘劑的拉伸剪切強(qiáng)度較高，設(shè)計(jì)接頭接頭設(shè)計(jì)的基本原則（2）③在允許的范圍內(nèi)，盡量增加粘接面的寬度(搭接)。增加寬度能不增大應(yīng)力集中系數(shù)的情況下增大粘接面積，提高接頭的承載力。④木材或?qū)訅褐破返恼辰右乐箤娱g剝離。⑤在承受較大作用力的情況下，如果采用粘掊，可采用復(fù)式膠粘劑的選擇⑥美觀，利于加工接頭設(shè)計(jì)的基本原則（2）③在允許的范圍內(nèi)，盡量增加粘接面的寬常用的幾種接頭形式（1）平板接頭的形式幾種接頭相對(duì)強(qiáng)度比較常用的幾種接頭形式（1）平板接頭的形式幾種接頭相對(duì)強(qiáng)度比較常用的幾種接頭形式（2）角接和T型接頭形式常用的幾種接頭形式（2）角接和T型接頭形式常用的幾種接頭形式（3）管材、棒材接頭形式常用的幾種接頭形式（3）管材、棒材接頭形式常用的幾種接頭形式（4）復(fù)合連接形式①膠鉚和膠螺兩種類型：(1)先膠后鉚或螺。接頭強(qiáng)度較高，但應(yīng)選柔韌性較好的膠粘劑。(2)先鉆好孔，粘接后再鉚接，最后固化。這時(shí)不需另加壓，位置準(zhǔn)確。但膠層的厚薄不易控制。常用的幾種接頭形式（4）復(fù)合連接形式①膠鉚和膠螺兩種類型：(常用的幾種接頭形式（4）復(fù)合連接形式②膠焊復(fù)合連接復(fù)合連接方式其連接接頭強(qiáng)度絕不是兩個(gè)連接強(qiáng)度的簡(jiǎn)單疊加。如圖，點(diǎn)焊試樣比單純點(diǎn)焊有更高的疲勞強(qiáng)度。測(cè)試結(jié)果：點(diǎn)焊44.1MPa粘接63.7MPa粘接點(diǎn)焊73.5MPa兩種類型：先涂膠后點(diǎn)焊。對(duì)膠要求較低（用固化時(shí)無(wú)須加壓的）先點(diǎn)焊后灌膠。對(duì)膠的要求較苛刻（粘度低，又不能太低）膠焊復(fù)合連接工藝近幾年來(lái)發(fā)展很迅速，特別在航空工業(yè)更為突出，由于這種工藝對(duì)膠粘劑的特殊要求，致使又發(fā)展了一類新膠種-點(diǎn)焊膠。常用的幾種接頭形式（4）復(fù)合連接形式②膠焊復(fù)合連接復(fù)合連接方2.2膠粘劑的選擇不存在能滿足所有材料，所有應(yīng)用條件的萬(wàn)能膠粘劑。判定哪些性能或條件是最重要的，哪些是不那么重要的。只有了解粘接件所要求的全部信息以及粘接條件，才能決定選哪種膠粘劑，或是設(shè)計(jì)和制造一種新膠粘劑，或是不能采用膠粘劑。當(dāng)幾種化學(xué)成分完全不同的膠粘劑，都可以滿足一種粘接接頭的物理性質(zhì)方面的要求時(shí)，要注意，額外的增益常常是犧牲了另外性質(zhì)的結(jié)果，或者增加了成本。不要超規(guī)格使用有粘劑，因?yàn)槠娴淖非蟾咧笜?biāo)，將有可能導(dǎo)致粘合件的可靠性不足。實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)2.2膠粘劑的選擇不存在能滿足所有材料，所有應(yīng)用條件的萬(wàn)能選擇膠粘劑的因素（1）被粘物材料的種類、性質(zhì)、大小和硬度；（2）被粘物的形狀結(jié)構(gòu)和工藝條件（致密/多孔，新/舊表面，形狀復(fù)雜）；（3）膠接件使用環(huán)境（承受的負(fù)荷和形式，溫濕度，酸堿，光照，氣體，耐久性）；一般熱固性膠黏劑強(qiáng)度較高。（4）特殊要求如導(dǎo)電、導(dǎo)熱、耐高溫和耐低溫；（5）成本（低檔/尖端產(chǎn)品，強(qiáng)度件/功能件，機(jī)械化）選擇膠粘劑的因素（1）被粘物材料的種類、性質(zhì)、大小和硬度；（被粘物材料的性質(zhì)特點(diǎn)（1）金屬：表面氧化膜處理后，容易膠接；線膨脹系數(shù)相差大；膠接部位因水作用易產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕。（2）橡膠、塑料：極性越大，膠接效果越好。表面往往有脫模劑或其它游離出的助劑，妨礙膠接效果。（3）木材：屬多孔材料，易吸潮，引起尺寸變化，可能因此產(chǎn)生應(yīng)力集中。拋光比表面粗糙的木材膠接性能好。（4）玻璃：微觀表面是凹凸不平，膠粘劑濕潤(rùn)性要好；si-o-表面層易吸附水；玻璃極性強(qiáng)，極性膠粘劑易與表面發(fā)生氫鍵結(jié)合，形成牢固粘接。玻璃易脆裂而且又透明。被粘物材料的性質(zhì)特點(diǎn)（1）金屬：表面氧化膜處理后，容易膠接；膠黏劑的特點(diǎn)1-強(qiáng)度膠粘劑Epoxy環(huán)氧酚醛樹脂氰基丙烯酸酯有機(jī)硅樹脂熱固+熱塑（橡膠）抗剪抗拉剝離繞曲扭曲沖去蠕變疲勞000*0###*0***#0***00***00***00000*0***000良好，#中等，*差。膠黏劑的特點(diǎn)1-強(qiáng)度膠粘劑Epoxy環(huán)氧酚醛樹脂氰基丙烯酸酯(1)增加橡膠型膠粘劑的強(qiáng)度，通常采用的辦法是引入極性基團(tuán)或者加入極性較大的樹脂。例如，天然橡膠或丁苯橡膠膠粘劑可以通過橡膠的氯化，使粘接強(qiáng)度大大提高；在氯丁橡膠膠粘劑中添加45％的叔丁基酚醛樹脂后，對(duì)棉帆布的粘接強(qiáng)度可提高40％～270％。(2)對(duì)酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂等脆性膠粘劑來(lái)說，增加粘接強(qiáng)度的辦法是減小內(nèi)應(yīng)力，或者增加韌性。例如a、改性環(huán)氧樹脂柔韌性：環(huán)氧-聚硫>環(huán)氧-聚酰胺>環(huán)氧-胺固化劑；b、改性酚醛柔韌性：酚醛-聚酰胺>酚醛-聚醋酸乙烯酯>酚醛-環(huán)氧；橡膠改性酚醛因剝離強(qiáng)度高，很有使用價(jià)值，但剪切強(qiáng)度相對(duì)低些。(1)增加橡膠型膠粘劑的強(qiáng)度，通常采用的辦法是引入極性基團(tuán)或膠黏劑的特點(diǎn)2-耐熱最高耐熱溫度800-1000540480400膠粘劑無(wú)機(jī)聚苯并咪唑（短時(shí)）聚酰亞胺（短時(shí)）酚醛樹脂（短時(shí)）最高耐熱溫度315260200150膠粘劑有機(jī)硅酚醛-環(huán)氧酚醛-丁晴環(huán)氧-酸酐環(huán)氧-胺360聚苯并咪唑聚酰亞胺80熱熔型環(huán)氧-尼龍耐高溫膠粘劑通常具有剛性的高分子結(jié)構(gòu)，很高的軟化溫度和穩(wěn)定的化學(xué)基團(tuán)。膠黏劑的特點(diǎn)2-耐熱最高耐熱溫度800-1000540480膠黏劑的特點(diǎn)3-低溫超低溫膠粘劑在液態(tài)氫和室溫下的強(qiáng)度比較膠粘劑類型聚氨酯尼龍—環(huán)氧膠模拉伸剪切強(qiáng)度（Mpa）T—?jiǎng)冸x強(qiáng)度（kN/M）-253°C51.724.8室溫10.334.5-253°C12.30.70室溫3.5—7.018.2環(huán)氧-尼龍膠粘劑在-73°C的低溫范圍強(qiáng)度最高，尼龍柔性；在液氮溫度(-196°C)時(shí)，與聚氨酯相差很小；在液態(tài)氫溫度(-253°C)下，新型聚氨酯膠粘劑強(qiáng)度最高。環(huán)氧-酚醛的低溫強(qiáng)度和高溫性能都相當(dāng)好。酚醛-縮醛膠粘劑低溫強(qiáng)度較高，但其強(qiáng)度隨溫度降低而減小。膠黏劑的特點(diǎn)3-低溫超低溫膠粘劑在液態(tài)氫和室溫下的強(qiáng)度比較膠膠黏劑的特點(diǎn)4-濕氣和浸水濕氣通過兩種方式影響粘接強(qiáng)度。水解喪失強(qiáng)度和硬度，嚴(yán)重時(shí)液化，尤其是聚氨酯；水還會(huì)滲入膠層，取代粘接界面的膠粘劑，普通存在。水解的速率取決于膠粘劑基料的化學(xué)結(jié)構(gòu)、催化劑類型、用量、以及膠粘劑的柔性。酯、氨酯、酰胺和脲，能被水解。酯鍵水解速率最快。在大多數(shù)情況下，以酰胺固化的環(huán)氧樹脂的水解穩(wěn)定性比酸酐固化的好。膠黏劑的特點(diǎn)4-濕氣和浸水濕氣通過兩種方式影響粘接強(qiáng)度。水解2.3粘接工藝選定了合適的膠粘劑，制備了可靠的粘接接頭，還需有合理的粘接工藝，才能實(shí)現(xiàn)最后的粘接目的。粘接工藝與粘接質(zhì)量關(guān)系極大，雖然比較簡(jiǎn)單，卻是粘接成敗的關(guān)鍵。粘接工藝包括粘接件表面處理、膠粘劑的調(diào)配、涂膠、固化、清理、檢查等步驟。2.3粘接工藝選定了合適的膠粘劑，制備了可靠的粘接接頭，還一、被粘接材料的表面處理作用主要有三個(gè)方面：去污及疏松質(zhì)層；提高表面能；增加表面積。具體包括：表面清洗、機(jī)械處理、化學(xué)處理、偶聯(lián)劑處理等過程根據(jù)要求，采取全過程，也可采取其中一、兩個(gè)。一、被粘接材料的表面處理作用主要有三個(gè)方面：去污及疏松質(zhì)層；表面清洗：除去油垢和灰塵等。金屬粘接件常帶有油層和污垢。常用有機(jī)溶劑(汽油、丙酮等)清洗、或堿洗（金屬鋁鎂）。機(jī)械處理：噴砂、鋼絲刷、砂紙打磨，對(duì)黏度高的膠黏劑有一定程度不適合?；瘜W(xué)處理：強(qiáng)度要求高的情況，或者難粘的材料。1）金屬表面常用化學(xué)法（酸蝕去銹、鉻酸氧化等）處理；重要的鋁質(zhì)結(jié)構(gòu)件的被粘表面，需用陽(yáng)極氧化法處理；2）氟塑料等難粘材料表面，可采用化學(xué)溶液侵蝕法、輻射接枝、等離子法處理、火焰處理等。表面清洗：除去油垢和灰塵等。金屬粘接件常帶有油層和污垢。常用二、膠粘劑的涂布刷膠：方便，不精確，不能流水作業(yè)，最常用滾膠：生產(chǎn)效率高噴膠：均勻，薄層；黏度要低，有溶劑。采用靜電場(chǎng)噴涂可節(jié)省膠粘劑和改善勞動(dòng)條件。漏膠；浸膠；刮膠；注膠膠膜一般用手工敷貼，采用熱壓粘貼可以提高貼膜質(zhì)量。膠粉可撒在加熱的被膠接表面上注意控制：涂膠量和涂覆遍數(shù)，膠層厚度，均勻，適時(shí)粘接。二、膠粘劑的涂布刷膠：方便，不精確，不能流水作業(yè)，最常用滾膠三、膠粘劑的固化-壓力壓力：使膠粘劑更容易充滿被粘體表面上的坑洞，甚至流入深孔和毛細(xì)管，減少粘接缺陷。也促使被粘體表面上的氣體逸出，減少粘接區(qū)的氣孔。對(duì)粘度較小的膠粘劑，加壓時(shí)會(huì)過度地流淌，應(yīng)待粘度較大時(shí)再施加壓力。對(duì)較稠的或固體的膠粘劑，必需施加壓力。常需適當(dāng)升溫，以降低膠粘劑的稠度或使之液化。例如，絕緣層壓板的制造、飛機(jī)旋翼的成型都是在加熱加壓下進(jìn)行。三、膠粘劑的固化-壓力壓力：使膠粘劑更容易充滿被粘體表面上的三、膠粘劑的固化-溫度固化方法分兩種：①室溫固化法是將膠粘劑涂布于被粘表面，待膠粘劑潤(rùn)濕被粘物表面并且溶劑基本揮發(fā)后，壓合兩個(gè)涂膠面即可。②加熱固化法是將熱固性樹脂膠粘劑（酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、酚醛-丁腈、環(huán)氧-尼龍等膠粘劑）涂布于被粘表面上，待溶劑揮發(fā)后疊合涂膠面，然后加熱加壓使膠粘劑交聯(lián)固化以達(dá)到粘接目的。加熱固化時(shí)，必須嚴(yán)格控制膠縫的實(shí)際溫度，保證滿足膠粘劑固化溫度要求。工業(yè)上常用的固化設(shè)備有三種：①熱壓機(jī)，由加熱平板傳遞壓力和熱量，用于平面零件；②熱壓罐，由空氣傳遞熱量和壓力，適用于大型復(fù)雜制品；③固化專用夾具，適用于特定部件的粘接固化。三、膠粘劑的固化-溫度固化方法分兩種：①室溫固化法是將膠粘劑三、膠粘劑的固化-時(shí)間固化時(shí)間溫度對(duì)環(huán)氧膠強(qiáng)度的影響固化條件三乙烯四胺二甲胺基代丙胺固化溫度oC固化時(shí)間強(qiáng)度Mpa258.211.99522.414524.2404.95.9955H22.814530分28.63天15天30分30分16H16H三、膠粘劑的固化-時(shí)間固化時(shí)間溫度對(duì)環(huán)氧膠強(qiáng)度的影響固化條件五、黏接鋼材的工藝方法引言:僅憑有好的膠黏劑，未必能獲得高的粘接強(qiáng)度，這是因?yàn)檎辰拥馁|(zhì)量，在很大程度上取決于粘接的工藝方法。選擇了恰當(dāng)?shù)哪z黏劑和制備了合適的膠接接頭之后，還得采用合理的粘接工藝，才能獲得牢固的粘接。鋼材黏接的一般工藝程序與內(nèi)容確定接頭→選擇膠黏劑→表面處理→(配膠)→涂膠→晾置→疊合→清理→(初固化)→固化→(后固化)→(檢查)→整修【注:括號(hào)表示可以取舍】五、黏接鋼材的工藝方法引言:僅憑有好的膠黏劑，未必能獲得高的(一)確定接頭粘接接頭就是通過膠黏劑把粘物連接成為一個(gè)整體的過渡受力或不受力的粘接部位。粘接接頭無(wú)論多么復(fù)雜，都可由4種基本形式或單獨(dú)采用，或多種組合而成，這4種基本形式即對(duì)節(jié)、平接、角接和T接，如圖1.1所示。(一)確定接頭粘接接頭就是通過膠黏劑把粘物連接成為一個(gè)整體的(二)配膠自行配制膠黏劑必須考慮各組分的相容性、配伍性、粘合性、工藝性等。如果相容性不好，將導(dǎo)致混不均勻，出現(xiàn)分離、沉淀、離析、絮凝等現(xiàn)象，以致不能使用。工藝性也很重要，隨著季節(jié)的變化，膠黏劑的黏度、揮發(fā)速度、固化時(shí)間、流動(dòng)性、適用期都有很大差異。因此，溶劑的用量和種類、固化劑用量、黏料品種等都要做相應(yīng)的調(diào)整。各組分必須按配方準(zhǔn)確稱量，各組分的加入應(yīng)當(dāng)有一定的順序，一般是黏料→填料→稀釋劑→偶聯(lián)劑→填料→固化劑→促進(jìn)劑。(二)配膠自行配制膠黏劑必須考慮各組分的相容性、配伍性、粘合小量的配制，容器可用玻璃燒杯、聚乙烯塑料杯，也可在金屬板、玻璃板、塑料板、牛皮紙上調(diào)配。如果膠量較大，可在專門的攪拌混合器中進(jìn)行。配膠所用的容器和工具必須干燥潔凈。(三)涂膠所謂涂膠就是以適當(dāng)?shù)姆椒ê凸ぞ邔⒛z黏劑涂布在鋼材表面。涂膠操作正確與否，對(duì)粘接質(zhì)量有很大影響。鋼材表面容易吸附空氣和水分，為了防止包裹空氣而形成氣泡或氣孔，涂刷時(shí)應(yīng)朝一個(gè)方向移動(dòng)，涂膠速度不能太快，以利空氣的排除。一般兩個(gè)被黏物表面都要涂膠。小量的配制，容器可用玻璃燒杯、聚乙烯塑料杯，也可在金屬板、玻1.涂膠遍數(shù)涂膠的遍數(shù)因膠黏劑和被粘鋼材的性質(zhì)不同而異。像無(wú)溶劑環(huán)氧膠和致密被黏物，一般涂上1遍膠即可，而多數(shù)的溶劑型膠黏劑和多孔性被黏物，需要涂膠2-3遍。2.涂膠量涂膠量大小也與膠黏劑的品種和被黏鋼材的種類有關(guān)，對(duì)于多孔被粘物涂膠量就要大些。一般認(rèn)為膠層厚度控制在0.08-0.15mm為宜。1.涂膠遍數(shù)涂膠的遍數(shù)因膠黏劑和被粘鋼材的性質(zhì)不同而異。像無(wú)3.涂膠方法涂膠的方法因膠黏劑的形態(tài)不同而異，對(duì)于液態(tài)、糊狀或膏狀膠黏劑可刷涂、噴涂、浸涂、滾涂、刮涂等。對(duì)于膠膜可在溶劑還未完全揮發(fā)之前貼上按壓或輥壓。對(duì)于熱熔膠可將膠粉直接撒在預(yù)熱的被粘表面上，或用專門的熱熔膠槍涂布。4.晾置晾置，就是被粘鋼材表面涂膠后至疊合前于空氣中暴露的過程。對(duì)于無(wú)溶劑的環(huán)氧膠黏劑，一般無(wú)需晾置，涂膠后可立即疊合。如果晾置，也只能是3-5min，時(shí)間長(zhǎng)了反而會(huì)使粘接強(qiáng)度降低。3.涂膠方法涂膠的方法因膠黏劑的形態(tài)不同而異，對(duì)于液態(tài)、糊狀對(duì)于含揮發(fā)性溶劑(丙酮、乙醇、醋酸乙酯、三氯甲烷、苯、甲苯等)的膠黏劑涂膠后必須晾置，切勿立即疊合，必須使溶劑揮發(fā)干凈，以免膠層產(chǎn)生氣泡。5.清理與防粘連在粘接過程中，難免會(huì)在非粘接表面弄上膠液，或者因涂膠量大而使疊合時(shí)擠出過多的膠，這些余膠固化后，一影響外觀，二影響尺寸，整修困難，應(yīng)當(dāng)在膠液固化之前清理干凈，減少事后的麻煩。常用脫脂棉或紗布蘸溶劑擦除余膠。在清理過程中，如果發(fā)現(xiàn)裂縫、缺膠、氣泡、配合不好等現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)排除，裂縫、缺膠可再補(bǔ)膠填滿，氣泡可用鋼針刺穿孔預(yù)熱排除，盡量于固化之前消除隱患。對(duì)于含揮發(fā)性溶劑(丙酮、乙醇、醋酸乙酯、三氯甲烷、苯、甲苯等6.固化固化是獲得良好黏接性能的關(guān)鍵過程，只有完全固化強(qiáng)度才會(huì)最大。1、固化方式:固化過程可以采用室溫固化、加熱固化、輻射固化、微波固化、高頻固化等。2、固化條件:固化條件包括溫度、時(shí)間、壓力，也稱為固化過程三要素。膠黏劑在固化過程中施加一定的壓力是很有益的，不僅能夠提高膠黏劑的流動(dòng)性、易濕潤(rùn)、滲透和擴(kuò)散，而且可以保證膠層與被膠物緊密接觸，防止氣孔、空洞和分離，還會(huì)使膠層厚度更為均勻。6.固化固化是獲得良好黏接性能的關(guān)鍵過程，只有完全固化強(qiáng)度才施加壓力的大小隨膠黏劑種類和性質(zhì)不同而異，一些相對(duì)分子質(zhì)量低、流動(dòng)性好，固化不產(chǎn)生低分子物的膠黏劑，如環(huán)氧樹脂膠、快固丙烯酸酯膠、不飽和聚酯樹脂膠、聚氨酯膠等，只要接觸壓力就足夠了。所謂接觸壓力：就是由被粘物自身質(zhì)量所產(chǎn)生的壓力，不需要另外再施加壓力。固化時(shí)間指在一定的溫度、壓力條件下，裝配件中膠黏劑固化所需的時(shí)間。有的室溫下可瞬間固化，如α-氰基丙烯酸酯膠、熱熔膠;有的則需幾小時(shí)，如室溫快固環(huán)氧膠;有的要長(zhǎng)達(dá)幾天如室溫固化環(huán)氧-聚酰胺膠。無(wú)論是室溫固化還是加熱固化，都必須保持足夠的固化時(shí)間，才能固化完全，獲得最大的粘接強(qiáng)度。施加壓力的大小隨膠黏劑種類和性質(zhì)不同而異，一些相對(duì)分子質(zhì)量低固化是獲得良好粘接性能的最后過程，在粘接工藝中極為重要，應(yīng)千方百計(jì)地促進(jìn)固化過程的完善進(jìn)行?？刂坪脺囟仁枪袒^程的關(guān)鍵因素，一般室溫固化的性能總不如高溫固化的性能，固化溫度對(duì)固化程度有決定性影響。固化是獲得良好粘接性能的最后過程，在粘接工藝中極為重要，應(yīng)千7.檢查對(duì)于固化后的粘接件，應(yīng)進(jìn)行一次全面性的檢查，首次是看膠黏劑是否已完全固化;其次是輕敲能否脫開，并觀察有無(wú)裂縫、裂紋、氣孔、缺膠等;再就是注意位置有無(wú)錯(cuò)動(dòng)，還可進(jìn)行密封性檢查。對(duì)于大面積和大型制件的粘接，應(yīng)用X射線或超音波、激光等進(jìn)行無(wú)損傷檢查。對(duì)于大量粘接件，應(yīng)抽取少量進(jìn)行破壞性試驗(yàn)，測(cè)定強(qiáng)度數(shù)據(jù)，以檢查粘接的牢固程度。7.檢查對(duì)于固化后的粘接件，應(yīng)進(jìn)行一次全面性的檢查，首次是看8.整修經(jīng)初步檢查合格的粘接件，為了裝配容易和外觀整潔、漂亮，需進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼藜庸ぃ蔚舳嘤嗟哪z，將粘接表面磨削得光滑平整。也可用車、刨、銼、磨等機(jī)械加工，在加工過程中要盡量避免膠層受到?jīng)_擊力和剝離力，以避免粘接受損。8.整修經(jīng)初步檢查合格的粘接件，為了裝配容易和外觀整潔、漂亮五.黏接鋼材的工藝方法綜上所訴，要牢固的粘接鋼材，膠黏劑是基本因素，接頭是重要因素，工藝是關(guān)鍵因素，三者缺一不可，必須兼顧配合，不可偏廢。五.黏接鋼材的工藝方法綜上所訴，要牢固的粘接鋼材，膠黏劑是基四、粘接質(zhì)量控制粘接部位在使用中所發(fā)生的破壞現(xiàn)象是對(duì)粘接質(zhì)量的最終檢驗(yàn)。粘接件破壞有四種一般的形式，應(yīng)選擇合理的粘接工藝，盡量實(shí)現(xiàn)內(nèi)聚破壞或被粘物破壞五、工藝控制粘接工藝質(zhì)量很難從外觀判斷，關(guān)鍵在于加強(qiáng)全面工藝過程管理，控制影響粘接質(zhì)量的一切因素，其中包括：①粘接環(huán)境條件控制（溫度、濕度、含塵量等）；②膠粘劑質(zhì)量控制（復(fù)驗(yàn)、存放及使用管理等）；③測(cè)量?jī)x器及設(shè)備控制（壓力儀表，固化設(shè)備等）；④粘接工序控制。四、粘接質(zhì)量控制粘接部位在使用中所發(fā)生的破壞現(xiàn)象是對(duì)粘接質(zhì)量六、粘接質(zhì)量檢驗(yàn)包括目測(cè)、破壞性試驗(yàn)（主要是力學(xué)性能測(cè)試）和無(wú)損檢驗(yàn)。①力學(xué)性能測(cè)試，是對(duì)粘接件重要的檢驗(yàn)。對(duì)工藝控制試樣和制品抽樣，需通過破壞性檢測(cè)，來(lái)考核粘接質(zhì)量。包括：粘接基本性能(拉伸、剪切、剝離、沖擊及疲勞強(qiáng)度等)使用性能（耐介質(zhì)、高低溫交變、加速老化及耐候性能等）作承力結(jié)構(gòu)的粘接件還需進(jìn)行多種靜、動(dòng)力承載試驗(yàn)（張力場(chǎng)、軸壓穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)振動(dòng)及疲勞壽命等）。②無(wú)損檢驗(yàn)，即用儀器探測(cè)粘接接頭質(zhì)量缺陷的方法。無(wú)損檢驗(yàn)方法很多，有利用聲阻儀、諧振儀和渦流聲儀的聲振檢驗(yàn)法，全息照相法，X射線照相法，超聲檢驗(yàn)法，熱學(xué)檢驗(yàn)法等。六、粘接質(zhì)量檢驗(yàn)包括目測(cè)、破壞性試驗(yàn)（主要是力學(xué)性能測(cè)試）和第4章膠粘劑性能測(cè)試4.1膠粘劑主要性能指標(biāo)1、貯存期(storagelife；shelflife)2、適用期(potlife；workinglife)同義詞：使用期。3、固體含量(solidscontent)同義詞：不揮發(fā)物含量。4、耐化學(xué)性(chemicalresistance)，膠接試樣經(jīng)酸、堿、鹽類等化學(xué)品作用后仍能保持其膠接性能的能力。5、耐溶劑性(solventresistance)，經(jīng)溶劑作用后6、耐水性(waterresistance)，經(jīng)水分或濕氣作用后7、耐燒蝕性(ablationresistance)，抵抗高溫火焰及高速氣流沖刷的能力。8、耐久性(permanence；durability)，長(zhǎng)期保持其性能的能力9、耐候性(weatherresistance)，抵抗日光、冷熱、風(fēng)雨鹽霧等氣候條件的能力。第4章膠粘劑性能測(cè)試4.1膠粘劑主要性能指標(biāo)1、貯存期(st10、膠接強(qiáng)度(bondingstrength)，使膠接中的膠粘劑與被粘物界面或其鄰近處發(fā)生破壞所需的應(yīng)力。11、濕強(qiáng)度(wetstrength)，試樣浸泡后測(cè)得的膠接強(qiáng)度。12、干強(qiáng)度(drystrength)，試樣干燥后測(cè)得的膠接強(qiáng)度。13、剪切強(qiáng)度(shearstrength)，在平行于膠層的載荷作用下，膠接試樣破壞時(shí)，單位膠接面所承受的剪切力mpa14、拉伸剪切強(qiáng)度，平行于膠接界面層的軸向的拉伸載荷mpa。15、拉伸強(qiáng)度(tensilestrength)，垂直于膠層的載荷作用mpa16、剝離強(qiáng)度(peelstrength)，在規(guī)定的剝離條件下，使膠接試樣分離時(shí)單位寬度所能隨的載荷。kn/m17、沖擊強(qiáng)度(impactstrength)，膠接試樣隨沖擊負(fù)荷而破壞時(shí)，單位膠接面所消耗的最大功。j18、彎曲強(qiáng)度(bendingstrength)，膠接試樣在彎曲負(fù)荷作用下破壞或達(dá)到規(guī)定撓度時(shí)，單位膠接面所承受的最大載荷mpa10、膠接強(qiáng)度(bondingstrength)，使膠接中膠粘劑的物化性能測(cè)試1、外觀：測(cè)定膠液的均勻性、狀態(tài)、顏色和是否有雜質(zhì)。2、密度：用密度瓶測(cè)定液態(tài)膠粘劑的密度。3、粘度：用涂-4粘度計(jì)（秒）和旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)（Pa.S）進(jìn)行測(cè)試。4、固化速度：研究膠粘劑固化條件的重要數(shù)據(jù)。膠粘劑的物化性能測(cè)試1、外觀：測(cè)定膠液的均勻性、狀態(tài)、顏色和4.2剪切和抗拉強(qiáng)度1、剪切強(qiáng)度：膠接頭在單位面積上能承受平行于膠接面的最大負(fù)荷。分為拉伸剪切、壓縮剪切、扭轉(zhuǎn)剪切和彎曲剪切。2、剪切強(qiáng)度的測(cè)試方法：A、單搭接拉伸剪切強(qiáng)度測(cè)試，鋁片單面搭接方法最常用，測(cè)定時(shí)應(yīng)不少于5對(duì)，取其算術(shù)平均值并觀察破壞特征。B、壓縮剪切強(qiáng)度測(cè)試，用于厚的非金屬板材的膠接。4.2剪切和抗拉強(qiáng)度1、剪切強(qiáng)度：膠接頭在單位面積上能承受3、膠接頭抗剪強(qiáng)度的因素（應(yīng)力集中）A、被粘物和膠粘劑的影響：被粘物的模量和厚度越大，則應(yīng)力集中系數(shù)越小，膠接頭的抗剪強(qiáng)度越大。膠粘劑模量高，應(yīng)力集中嚴(yán)重，膠接頭的抗剪強(qiáng)度就越小。B、膠粘劑層厚度的影響：膠層越厚應(yīng)力集中系數(shù)越小，然而內(nèi)部缺陷呈指數(shù)關(guān)系增加，由溫度變化引起收縮應(yīng)力和熱應(yīng)力，使抗剪強(qiáng)度下降。膠層太簿就容易造成缺膠，均勻的簿膠層厚度最好控制在0.03-0.15mm之內(nèi)。C、搭接長(zhǎng)度的影響：應(yīng)力集中系數(shù)隨著搭接長(zhǎng)度的增加而增加，接頭的抗剪強(qiáng)度下降。3、膠接頭抗剪強(qiáng)度的因素（應(yīng)力集中）A、被粘物和膠粘劑的影響4.2剪切和抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度是指膠接頭在單位面積上所能承受垂直于膠接面的最大負(fù)荷。影響抗拉強(qiáng)度的因素：接頭的應(yīng)力集中在膠接邊緣上，當(dāng)邊緣應(yīng)力集中達(dá)到一個(gè)臨界值以上，邊緣區(qū)膠層發(fā)生開裂，裂縫瞬間擴(kuò)展到整個(gè)膠接面。4.2剪切和抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度是指膠接頭在單位面積上所能承受4.3剝離強(qiáng)度1、剝離強(qiáng)度：當(dāng)應(yīng)力集中在試片膠縫邊緣時(shí)的拉伸強(qiáng)度。剛性材料（如金屬）與柔性材料如橡膠、織物膠接時(shí)，需測(cè)定剝離強(qiáng)度。2、剝離強(qiáng)