膠接

膠接

膠接(bonding)是利用膠粘劑在連線面上產生的機械結合力、物理吸附力和化學鍵合力而使兩個膠接件聯接起來的工藝方法。膠接不僅適用於同種材料,也適用於異種材料。膠接工藝簡便,不需要複雜的工藝設備,膠接操作不必在高溫高壓下進行,因而膠接件不易產生變形,接頭應力分布均勻。在通常情況下,膠接接頭具有良好的密封性、電絕緣性和耐腐蝕性。

基本介紹

  • 中文名:膠接
  • 外文名:bonding
  • 優點:工藝簡便
  • 性質:工藝方法
  • 特性:密封性、電絕緣性和耐腐蝕性
簡介,簡史,套用,膠接技術,①接頭形式:,②表面處理:,③膠粘劑的選擇:,分類,
膠接

簡介

粘接技術是藉助膠粘劑在固體表面上所產生的粘合力,將同種或不同種材料牢固地連線在一起的方法。粘接的主要形式有兩種:非結構型和結構型。
非結構粘接主要是指表面粘塗、密封和功能性粘接,典型的非結構膠包括表面粘接用膠粘劑、密封和導電膠粘劑等;而結構型粘接是將結構單元用膠粘劑牢固地固定在一起的粘接現象。其中所用的結構膠粘劑及其粘接點必須能傳|遞結構應力,在設計範圍內不影響其結構的完整性及對環境的適用性。
膠粘劑的主要功能是將被粘接材料連線在一起。粘接組件內的應力傳遞與傳統的機械緊固相比,應力分布更均勻,而且粘接的組件結構比機械緊固(鉚接、焊接、過盈連線和螺栓連線等方式)強度高、成本低、質量輕。如果薄壁件粘接物粘接到厚壁製品上,可充分發揮薄壁件的全部強度。而機械緊固和焊接結構的強度要受緊固件或焊點及其熱感應區域的限制。
用膠粘劑粘接的組件外觀平整光滑,功能特性不下降。這一點對結構型粘接尤為重要。如宇航工業中的結構件外觀平整光滑度高,這樣有利於減少阻力與摩擦,將摩擦升溫降低到到最低程度。故直升機的旋翼片全部用膠粘劑組裝。用膠粘劑粘接緊密配合的電子或電器元件也避免有凹凸點,從中獲益豐厚。導航電器運用膠粘劑組裝可得到平整而無結構干擾的外表面。由於粘接接頭中應力分布十分均勻,可使被粘接物的強度和剛度全部得以體現,而且還可減輕質量,如宇航器採用膠粘劑組裝消除了消極載荷,增大有效載荷,航程提高,運費降低。

簡史

中國早在戰國時期就已經開始套用膠接技術。《周禮》中有用動物皮角熬制膠粘劑的記載,在許多出土文物中也發現有膠接的痕跡。至20世紀初,人類套用的膠粘劑只限於皮膠、骨膠、澱粉膠、松脂膠等天然產物。由於天然膠粘劑膠接低、耐熱、耐水、耐老化性能差,不能滿足現代工業技術的要求。30年代出現了以合成高分子化合物(合成樹脂、合成橡膠)為基料的合成膠粘劑,膠接性能大大提高。第二次世界大戰期間,英國首先在戰鬥機上採用了金屬膠接結構。1955~1956年第一座跨度約為56米的全膠接鋼結構的步行橋在聯邦德國建成。60年代初期,中國製造了全膠接金屬旋翼的直升機。膠接技術在航天、機電等部門的套用越來越廣泛。

套用

膠接使用最多的是木材工業,大約60~70%用於製造膠合板、纖維板、裝飾板和木器家具等。通過膠接加工,可以充分利用木材資源,又可以改善天然木料的物理機械性能,尤其是採用合成膠粘劑膠接的木製品,不僅強度高,而且具有良好的耐水性,甚至可以經受沸水的浸泡。在建築方面,膠接主要用於室內裝修和各種密封。機械工業中,膠接主要用於金屬和非金屬的結構聯接,例如用熱固化型膠粘劑膠接的汽車剎車閘,剪下強度可達49~70兆帕,比閘的強度提高4~5倍膠接可簡化機械加工,例如輪船艉軸與螺旋槳通常採用鍵緊配連線,這就需要靠精加工保證配合精度,如果採用膠接便可降低對配合精度的要求,大大減少裝配工時。膠接還可用於設備的維修,例如金屬鑄件的砂眼或缺陷,可用含有金屬粉末的膠粘劑填補;超限的軸瓦、軸套等,可通過膠接一層耐磨材料,或直接用含耐磨填料的膠粘劑修補來恢復尺寸對破裂殼體的修復,在受力不大時可通過膠接玻璃布敷補;對承載較大的殼體,可用膠接與金屬扣合、螺釘加固等機械聯接相結合的方法,來保證強度。膠接的另一重要套用是設備的密封。用液態的密封膠代替傳統的橡皮、石棉銅片等固態墊料,使用方便,且可降低對密封面加工精度的要求,同時密封膠不會產生固態墊片因壓縮過度和長時間受力而出現的彈性疲勞破壞,使密封效果更加可靠。航空工業是膠接套用的重要部門。由於金屬聯接件的減少,膠接結構與鉚接或結構相比,可使機件重量減輕20~25%,強度比鉚接提高30~35%,疲勞強度比鉚接提高10倍。因而現代飛機的機身、機翼、舵面等都大量採用膠接的金屬板金結構和蜂窩夾層結構,有的大型運輸機膠接結構達3200米(,有的轟炸機膠接面積占全機表面積的85%。
此外,膠接在電器裝配、文物修復等方面也有許多套用。醫用膠粘劑膠接在外科手術、止血、牙齒及骨骼修補等方面開闢了新的套用領域。

膠接技術

膠接的工藝過程比較簡單,但為獲得理想的膠接效果,還應注意以下幾點:

①接頭形式:

增大膠接面積,提高接頭抗衝擊、抗剝離能力是設計膠接接頭的原則。因此,搭接、套接、嵌接等是較好的膠接接頭形式(見圖[膠接接頭形式])。

②表面處理:

材料的膠接表面狀況對膠接質量有直接影響,膠接前需要對材料進行表面處理,其主要工序包括:清洗除油和除銹;噴砂或機械加工,使膠接面具有一定的粗糙度;化學處理形成活性易膠接表面等。其中機械或化學處理有時可以省去,例如鋁蜂窩結構膠接時可不經機械處理;某些鋼鐵工件經噴砂處理後,不需化學處理也能獲得良好的膠接效果。

③膠粘劑的選擇:

膠粘劑品種繁多、性能各異。選擇時要考慮膠接件材料的種類和性質(金屬或非金屬、剛性或柔性等)、接頭使用環境(受力狀況、溫度、濕度、介質等)、允許的膠接工藝條件(固化溫度、壓力等),以及膠粘劑的價格。

分類

在陸源碎屑的結構中,膠結物及基質與碎屑間關係的結構有膠接結構
膠結是指膠結物與碎屑顆粒在成岩作用的膠結階段形成的彼此關係。它僅是碎屑顆粒和膠結物之間分布和相對含量的反應。分為——
基底式膠結:基質或膠結物含量多,碎屑顆粒孤立地散布於膠結物或基質中彼此不相接觸或很少接觸,基質和碎屑物是同時沉積的。
孔隙式膠結:碎屑顆粒緊密相連,膠結物充填於粒間空隙中,膠結物含量少。
接觸式膠結:膠結物含量極少,碎屑顆粒互相接觸,膠結物僅存在於顆粒的接觸處,粒間空隙內大部分地方無膠結物充填。

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