粘接工藝需要使用粘結劑在兩個或多個裝配零部件之間形成材料結合。除了普通的粘接應用,粘接中包含其他諸如密封或散熱等功能的混合工藝也越來越重要。傳統的連接方法,例如焊接或螺栓連接在工業應用中越來越多地被高效的粘接工藝所代替。粘接工藝具有一系列的優勢,例如:零件重量減輕或零件抓取簡化。
粘接工藝從根本上包含兩個工作步驟:灌封粘結劑和零件配合(例如蓋板和箱體)。在工業應用中,不論線束粘接還是元器件粘接固定都要用到粘接工藝。因此,基于聚氨酯、硅樹脂或環氧樹脂的非流動性高粘度單組份或雙組份材料經常被用到。不過,根據不同的應用和所需的接合屬性,有時也會選用低粘度粘結劑和材料。
粘接代替焊接或螺栓連接:非破壞性接合帶來的多種優勢
隨著新材料組合的出現和更高要求設計的實現,近幾年和近幾十年中,粘接已經成為了許多行業中的關鍵制造工藝。許多消費電子裝置在粘接失效后功能也會迅速失效。粘接甚至在航空、照明、電氣、電子和汽車領域內也占有穩固的地位。
當今一輛汽車中含有約15kg到18kg的粘結劑,它們被用于灌封和結合芯片和傳感器、強化車體以及粘接汽車內飾。推薦閱讀:現代汽車生產中會用到哪些密封膠?
在風電行業,甚至使用超過700kg的粘結劑來粘接轉子葉片半殼。推薦閱讀:行業應用|風電葉片用環氧結構膠應用解決方案
根據所使用粘結劑的不同,固化過程可能受紫外線、溫度(加熱爐系統、紅外線、加熱工具)、濕度或壓力等方式影響。
近幾年來,成熟的結合方式,例如螺栓連接、焊接和鉚接,越來越多地需要高效粘接工藝的補充。在某種程度上,它們甚至被完全取代,出現了“粘接代替焊接”或“粘接代替螺栓”等口頭語。
這種改變是有益的:粘接可以不需要像鉚接或焊接那樣對零件造成的負面影響或甚至損壞零件,就可以連接零件。
正是因為如此,粘接常被稱為“21世紀的粘接技術”。
這個工藝的優勢很明顯:通過粘接,零件的表面和精密結構都可被永久結合起來,而這種效果是表面或工件的機械、美學和空氣動力學性能的一項關鍵指標。在輕型結構中,強效粘結劑可以大幅降低零件的重量和耗能,并能防止電偶腐蝕。
在工業應用中,混合工藝也變得越來越重要。這些都是組合式的結合技術,例如,它們可以在提供耐久粘接的同時密封結合部位。甚至導熱型膠黏劑的使用也可以被劃分到這個類別中,因為它們不但可以確保穩定的零件連接,還提供了有效的散熱。得益于可靈活調整的打開次數和反應性,粘結劑灌封可以更快,而且可以通過更簡化的零件抓取工藝來實現,這樣應用專用粘接系統就可以實現更短的循環時間。憑借精密的材料配方,甚至可以通過現場結合和進一步處理零件、并且僅在零件發貨時才完全固化粘結劑的方式來節約時間和成本。
粘接工藝的復雜性經常被低估。為了確保獲得有效、持久的粘接,尤其是在與安全相關的應用中,除了純粹的材料灌封和后續的結合過程,上下游的工序也要考慮。這些工序包括適用于粘接的設計、采用合適的清潔和預處理工藝以及合適的固化工藝,包括連接要結合的零件。