胶连接

科技工作者之家 2020-11-17

胶连接是将两种或两种以上的零件(构件)用胶粘剂连接起来的一种工艺方法,所构成的不可拆连接称为胶连接。胶接用于木材由来已久,而在机械制造中采用胶接的金属构件,是发展出的新兴工艺。目前,胶接在机床、汽车、造船、化工、仪表、航空航天等工业部门中得到广泛的应用1。

简介胶连接是利用胶粘剂在连接面上产生的机械结合力、物理吸附力和化学键合力而使两个胶接件联接起来的工艺方法。胶接不仅适用于同种材料,也适用于异种材料。胶接工艺简便,不需要复杂的工艺设备,胶接操作不必在高温高压下进行,因而胶接件不易产生变形,接头应力分布均匀。在通常情况下,胶接接头具有良好的密封性、电绝缘性和耐腐蚀性2。

优缺点胶连接的主要优点有:被胶件的适用材料宽广;连接重量轻;制造成本低;胶接接头的剪切强度和疲劳强度要比同面积的焊接接头高;接头光整、密封性好,有绝缘、防蚀等性能。其主要缺点是:剥离强度低;在湿热、温度变化或冲击工况下寿命不长;有机胶粘剂易燃,并有毒等2。

工艺过程胶接的工艺过程比较简单,但为获得理想的胶接效果,还应注意以下几点:

(1)增大胶接面积,提高接头抗冲击、抗剥离能力是设计胶接接头的原则。因此,搭接、套接、嵌接等是较好的胶接接头形式。

(2)材料的胶接表面状况对胶接质量有直接影响,胶接前需要对材料进行表面处理,其主要工序包括:清洗除油和除锈;喷砂或机械加工,使胶接面具有一定的粗糙度;化学处理形成活性易胶接表面等。其中机械或化学处理有时可以省去,例如铝蜂窝结构胶接时可不经机械处理;某些钢铁工件经喷砂处理后,不需化学处理也能获得良好的胶接效果。

(3)胶粘剂品种繁多、性能各异。选择时要考虑胶接件材料的种类和性质(金属或非金属、刚性或柔性等)、接头使用环境(受力状况、温度、湿度、介质等)、允许的胶接工艺条件(固化温度、压力等),以及胶粘剂的价格1。

应用胶接使用最多的是木材工业,大约60~70%用于制造胶合板、纤维板、装饰板和木器家具等。通过胶接加工,可以充分利用木材资源,又可以改善天然木料的物理机械性能,尤其是采用合成胶粘剂胶接的木制品,不仅强度高,而且具有良好的耐水性,甚至可以经受沸水的浸泡。在建筑方面,胶接主要用于室内装修和各种密封。机械工业中,胶接主要用于金属和非金属的结构联接。胶接的另一重要应用是设备的密封。用液态的密封胶代替传统的橡皮、石棉铜片等固态垫料,使用方便,且可降低对密封面加工精度的要求,同时密封胶不会产生固态垫片因压缩过度和长时间受力而出现的弹性疲劳破坏,使密封效果更加可靠。航空工业是胶接应用的重要部门。由于金属联接件的减少,胶接结构与铆接或结构相比,可使机件重量减轻20~25%,强度比铆接提高30~35%,疲劳强度比铆接提高10倍。此外,胶接在电器装配、文物修复等方面也有许多应用。医用胶粘剂胶接在外科手术、止血、牙齿及骨骼修补等方面开辟了新的应用领域。

本词条内容贡献者为:

杨晓红 - 副教授 - 西南大学

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