粘接是使用膠黏劑將兩個或多個物體連接在一起的過程,是一項古老而又實用的技術。利用膠黏劑將各種材質、形狀、大小、厚薄、軟硬相同或不同的制件(或材料)連接成為一個連續、牢固、穩定的整體的一種工藝方法,稱為粘接技術,也稱為膠接、膠合、黏合技術。
粘接技術的優勢
粘接技術與鉚接、焊接、螺接等連接方法相比,具有獨特的優點。
(1)適用范圍廣可以連接多種多樣的彈性模量和厚度不同的材料,尤其是薄片材料,同時具有震動吸收作用,這是鉚接、焊接、螺接等連接方法所無法相比的。
(2)結構壽命長由于粘接面大,接頭處應力分布均勻,壓力承受區域大,因此粘接件不會像點焊或螺接、鉚接那樣存在應力集中問題。粘接的多層板結構能夠避免裂紋的迅速擴展。如將直升機旋翼改成粘接結構,使用壽命可以從500~600h提高到1500h,甚至超過6000h。
一般粘接的反復剪切疲勞破壞為4×105次,而鉚接只有3×105次,疲勞壽命要高出近10倍。在粘接薄板時,其耐震性要比鉚接與螺接高40%~60%。
(3)制造成本低惇復雜的結構部件,采用粘接一次可完成,而鉚接、焊接需要多道工序,并且焊接后,會產生變形,必須校正和精加工,增加了不必要的重復勞動,成本下降30%~~35%。
(4)粘接件質量輕惇由于省去大量的鉚釘、螺栓,故沒有焊縫,不會起皺,表面光潔,外形美觀。采用粘接可使飛機重量減輕20%~25%。
(5)密封性能好﹑可完全堵住三漏(漏氣、漏水、漏油),有較好的耐水、耐介質、耐腐蝕性能和絕緣性能,這是鉚接或螺接所不能做到的。
(6)粘接工藝簡捷設備要求比較簡單,操作容易,利于自動化生產,生產效率高,如在機械工業中每采用膠黏劑1噸可節省5000~10000個人工。
(7)可選品種多樣針對不同的材料,可以選用相應的膠黏劑,甚至是選用特種膠黏劑,這樣可賦予粘接縫各種特殊性能,如快速固化特性、耐濕性、絕緣性、導電性、導磁性等。
粘接技術的缺點
(1)強度方面―與高強度的被粘物(如金屬)相比,粘接強度不夠高,容易在接頭邊緣首先破壞。
(2)固化方面﹐粘接時一般需要一定的壓力和時間,因此需要相應的設備與環境。
(3)環境依賴性﹐粘接結構與其他材料(尤其是高分子材料)一樣,在使用或存放過程中由于受環境中水、熱、光、氧等因素的作用,對粘接結構的耐久性有很大影響,導致性能逐漸下降,以致破壞,這就是粘接結構的老化,同時其耐高溫、低溫作用的性能也有限。一般膠黏劑僅能在150℃以下使用,即便是耐高溫膠黏劑,長期工作溫度也只能在250℃以下,且在受熱情況下,粘接強度遠比常溫下的低。
(4)環保性能﹐某些膠黏劑中含有有機溶劑,存在一定的毒性和可燃性,對貯存、運輸、人體與環境等均有一定的影響。
(5)無損檢測﹐粘接區域不可見,且迄今還缺乏準確度和可靠性都較好的無損檢驗粘接質量的方法。目前,無損檢測技術對于膠層中的孔洞、缺膠和微孔等缺陷基本上能可靠地檢測出來。但對膠黏劑內聚強度、接頭界面黏附強度尚無可行的檢測手段。而無孔洞、缺膠等宏觀缺陷的粘接接頭的強度,離散性高達 300%。因此,對粘接接頭強度的定量檢測和評估成為當前無損檢測的主攻方向。從粘接無損檢測技術方法來看,目前研究的重點主要集中在超聲波、應力波等技術上。
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