材料成形技术基础--- 固态材料的连接过程.ppt

常用黏结剂及应用 （4）丙烯酸酯黏结剂 丙烯酸酯黏结剂是以丙烯酸酯及其衍生物为主要单体，通过自由基聚合反应或者离子型聚合反应来制备。 （5）杂环高分子黏结剂 杂环高分子黏结剂又称高温黏结剂，属航空航天用高温结构黏结剂。杂环高分子黏结剂具有既耐高温又耐低温的黏结性能，是抗老化性能最好的黏结剂，但这种黏结剂固化条件苛刻，成本很贵。 5.2.2 粘接过程 1）粘接接头的设计 （1）接头受力形式 ①拉伸（或称均匀扯离）。 ②剪切。 ③剥离。 ④劈裂。 接头设计的基本原则 ①合理设计接头形式，尽量使接头承受均匀拉伸力、剪切力、避免受剥离、不均匀扯离和劈裂力。 ②设计尽可能大的粘接面积的接头，以提高接头的承载能力。 ③受严重冲击和受力较大的零件，应设计复合连接形式的接头，如黏-焊、黏-铆等形式，使粘接接头能承受较大作用力。 ④接头应便于加工制造、外形美观，表面平整。 接头形式 粘接接头有角接、T形接、对接和表面接4种 板材的接头形式 板材与型材的接头形式 （a）T形；（b）L形；(c)n形 接头形式 棒、管的接头形式 接头形式 2）表面处理 金属材料粘接区别于焊接或铆接最主要的一点，就是存在着异质材料的界面黏附问题。为了保证粘接的品质，要求被黏材料的表面具有一定的粗糙度和清洁度，同时还要求材料表面具有一定的化学或物理的反应活性。因此，在进行粘接之前，必须进行材料表面的清洁及活性处理。常用的方法有溶剂清洗法、机械处理法、化学处理法、电化学酸洗除锈和表面化学转变处理。 3) 黏结剂的准备 按技术条件或产品使用说明书配制黏结剂。调配室温固化黏结剂应考虑固化时间，在适用期使用。多组分溶液型黏结剂在使用前必须轻轻搅拌，以防空气掺入。 4）涂胶 涂胶操作是否正确对粘接品质影响很大。涂胶时必须保证胶层均厚，一般胶层厚度控制在0.08~0.15 mm为宜，涂胶方法依据黏结剂的种类而异。涂完胶后，晾置时间应控制在黏结剂的允许的反应开放时间范围内，同时应避免开放状态的胶膜吸附灰尘或被污染。 5.2.3 粘接品质检验 粘接品质检验的方法是： ①用肉眼或用放大镜外观检查胶缝中挤出的胶液，如沿整个胶缝形成均匀胶瘤，表明固化压力均匀，涂胶量适当；如果胶液仅局部挤出或全部没有挤出，表明胶层薄或固化压力不均匀；如挤出的胶液有气泡，表明涂胶后晾置时间短，或室温低，溶剂挥发不彻底。 ②用木制或金属小锤敲击粘合处，根据声音判断局部粘接情况。 ③超声波探伤法（不适用于玻璃钢）、声阻法、激光全息照相、液晶法等可定量判断。在要求粘接品质极高的情况下，还要做部件破坏性抽验，或试样与产品在同样条件下同时处理和粘接，然后对试样作各种试验。 5.2.4粘接的特点及应用 粘接的特点： ①粘接可以把性质不同的各种材料或模量和厚度不同的材料粘接起来，即使粘接薄板也不易发生变形，利用粘接可以制造用其他连接方法不能连接或不易连接的复杂构件。 ②黏结剂的形态和应用方法的多样性，使粘接技术适应于许多生产过程。 ③用黏结剂代替螺钉、螺栓或焊缝金属，可以减轻结构重量，而且还可采用轻质材料。 5.2.4粘接的特点及应用 ④粘接应力分布均匀，耐疲劳强度较高。 ⑤粘接密封性能好，具有耐水、耐腐蚀和绝缘的性能。 ⑥粘接过程温度低，操作容易，设备简单 ，成本低廉，应用范围广泛。 粘接的主要缺点是：黏结剂对金属材料的粘接强度达不到焊接的强度，特别是剥离强度差，粘接接头在长期工作过程中，黏结剂易发生老化变质，使接头强度逐渐下降。 1）C当量＜0.4%时，可焊性好。一般的焊接工艺条件下，不会产生裂纹。 2）C当量=0.4～0.6%时，可焊性较差。焊前需采取适当的工艺措施。 3）C当量＞0.6%时，可焊性差。焊接前后需都需采取措施。 由此可见，材料的碳当量是制订焊接工艺规程和焊接规范的重要依据。 5.1.5.1 金属材料的焊接性 ②冷裂纹敏感系数法。 由于碳当量法仅考虑了钢材的化学成分，忽略了焊件板厚，焊缝含氢量等其他影响焊接性的因素，因此，无法直接判断冷裂纹产生的可能性大小。由此提出了冷裂纹敏感系数的概念。 5.1.5.1 金属材料的焊接性 5.1.5.2 低碳钢的焊接 低碳钢的碳含量≤0.25% ，塑性好，一般没有淬硬倾向，对焊接过程不敏感，可焊性良好。 可用各种焊接方法进行焊接而不需采取特殊的工艺措施。 注意事项 Ａ、在低温环境下焊接厚度大，刚性大的结构时，应该进行预热，否则容易产生裂纹。 Ｂ、重要结构焊后要进行去应力退火以消除焊接应力。 Ｃ、电渣焊的焊件，焊后应进行正火处理，以细化晶粒。 5.1.5.3 中、高碳钢的焊接 C≤0.25～0.6%（C当量更大），随着含碳量的增加， 可焊性明显变差。 焊接前后需采取一定的工艺措