胶粘技术adhesive technique用胶粘剂连接两种材料,恢复零件缺陷或恢复零件磨损尺寸的工艺。前者叫胶接,后者叫胶补。 胶接 用于零件的连接与固定。胶接技术很早就为人们所利用。中国使用胶粘剂有悠久的历史。早期使用的胶粘剂多为天然胶,如淀粉制做的浆糊、兽骨熬炼的骨胶。它们的胶接强度不高,耐热、耐自然老化性能较差,应用范围受到很大的限制。自20世纪40年代以来,随着高分子科学的发展,胶接技术也得到了迅速的发展。胶接、焊接、铆接和螺栓连接,并列为现代四大连接技术。 特点与用途 其特点是适用于不同形状、不同材料的连接,而且是一种连续的面连接,胶接面负荷分布均匀,有较好的耐疲劳强度;胶接平面平整、容易加工,胶接处具有密封、耐腐蚀等性能。胶接所用设备简单,操作简便,费用低,但对金属材料的胶接强度低,胶接处的抗冲击、抗剥离强度更低。有机高分子合成胶粘剂一般耐热性较差,多数使用温度在100℃以下,耐热性较好的使用温度也只能在300℃左右。 胶接技术在工业、农业、建筑业、文化教育、医疗卫生等部门以及人们的日常生活中都得到广泛的应用。胶接技术应用于机械维修行业后,使一些复杂、困难的维修问题获得了满意的解决。有很多组合件,传统工艺是用螺栓、销子、过盈配合等连接的。如合理设计改用胶接连接,便可简化设计、节省材料、降低成本。例如各种动力机械离合器的摩擦材料用胶接代替铆接;将青铜轮缘胶接到蜗轮体上;折断轴的胶接修复等。在机器和设备中,只要在螺纹上涂一滴厌氧胶拧紧便可防止螺栓、螺帽松动,不再需用锁片、开口销。它提高了锁紧的可靠性,降低了装配费用,维修也十分方便。轴承与轴颈和外壳孔、齿轮、皮带轮孔与轴颈采用厌氧胶固定,可代替过盈配合或用单键与花键固定,既可降低对零件制造精度的要求,也简化了装配工艺。 胶粘剂 种类繁多,中国已经能生产近千种不同的胶粘剂。常用的有环氧树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂、厌氧胶、氯丁橡胶、磷酸—氧化铜无机胶等。各种合成胶粘剂都是由多组份组成。主要的组份有基料(树脂、橡胶等)、固化剂、增塑剂、溶剂和填料等。基料中加入固化剂或在一定的条件下(温度、湿度、空气等)经过一定的时间,它们的分子链互相交联在一起,原来的线型结构转变为体型结构,这时它既不熔化也不溶解,称为固化。 胶接工艺 其一般程序是:确定胶接方案;加工制备胶接接头;处理与清洗胶接表面;配胶、涂胶、晾置、合拢与装配;固化;检查胶接质量;加工。其中确定胶接方案是十分重要的,根据被胶接材料的性质、承受的载荷、工作的温度与环境、可以实现的胶接工艺,选择胶粘剂,设计胶接接头。胶接表面处理是用机械的、物理的或化学的方法使其达到最有利于胶接的状态,提高粘附强度。胶粘剂需要在一定的温度、压力下,经过一定的时间才能固化。 胶补 用于恢复磨损零件的尺寸和修补零件缺陷。对修复大型铸件的砂眼、疏松、气孔等缺陷,有很大的经济效益。 胶粘剂与填料 胶补一般采用环氧树脂胶、酚醛一丁腈胶、聚氨酯胶等胶粘剂,并根据胶补对象的工作条件加入填料。填料不和主体材料起化学反应,但可以改变其性能、减少用胶量而降低成本。加入适量的填料,尤其是极性填料,可以提高胶粘剂的内聚强度、结合力、耐热性、耐冲击性,降低胶粘剂的固化收缩率和热膨胀系数等。提高强度用金属粉(如铸铁粉、铝粉、合金粉)填料;提高硬度用石英粉;提高耐热性用云母粉;提高抗冲击性能用玻璃纤维、石棉粉;提高耐磨性用石墨粉、二硫化钼粉等。 胶补工艺 恢复磨损的轴、孔或平面尺寸时,首先应对零件表面进行除油、除锈、粗化处理,然后涂胶、固化、加工。涂胶可采用涂敷或喷涂方法。例如机床导轨在工作中可能产生拉毛或磨损而影响使用。可以采用室温固化的环氧树脂胶粘剂加入适量的铸铁粉与二硫化钼粉填补修复。用此方法工艺简单,胶固化后用刮刀修平即可。 补强措施 机器零件发生裂纹、破碎等缺陷时,受力较小或基本不受力的部位可直接用胶粘剂加贴玻璃丝布修复;受力较大的部位除合理设计接头外,还需要采取一些补强措施,加点焊、栽丝、加波浪键等。铸铁或铸铝的壳体零件产生裂纹是常见的缺陷,由于它们很难焊接,用胶粘剂修复是理想的修复方法。具体做法是:找出裂纹的走向和实际长度,在裂纹的两端钻φ3~6毫米的止裂孔,防止修复后裂纹继续扩展,沿裂纹开出V型坡口(因为裂纹间隙很小,胶粘剂很难涂到裂纹缝隙内)。随后用室温固化的胶粘剂,加入适量的金属粉、石棉粉,调匀后涂于坡口内。可在室温下固化,也可用红外灯加热固化(加热使固化时间缩短、效果好)。例如喷雾器筒裂纹的修复,发动机气缸体、油箱裂纹的修复等。 对承受较大载荷的零件也应采用一些补强措施。最简单的方法是在开出的V型槽底部点焊若干处之后粘补,波浪键粘接—扣合法可满足一般强度要求的机件修复。此法在垂直裂纹方向上加工出一定形状和尺寸的波形键槽(一般是在裂纹上钻孔,再用凿子开出头颈槽使各孔连起来而成),在槽内涂上胶粘剂,再把由特殊合金材料制成的形状与波形键槽相吻合的波浪键嵌入(图),用锤子铆击,使波浪键产生塑性变形而充满槽腔,借胶粘剂使波浪键凸缘与槽相互扣合,将损坏的机件重新牢固地连接为一体。 
波浪键粘接——扣合法示意图 |