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粘接影响因素

    要得到性能优良的粘接接头,除合理地选择胶粘剂和适当的接头设计外,采用正确合理的粘接工艺是十分重要的,在实际当中常有这样的例子,对于同一粘接目的,使用相同的胶粘剂,采用相同的接头形式,只是不同的人操作,往往会得到相差很大的结果,其根本原因在于工艺方法的差别。粘接工艺合理与否是粘接工作成败的关键,必须从思想上给予足够的重视。

    遇到粘接的质量问题时,一定要做具体分析,千万不要忽视工艺上的原因,应该严格按照正确的工艺规程进行操作。

    粘接的工艺过程一般包括如下步骤:确定部位、表面处理、配胶、涂胶、晾置、胶合、清理、停放、固化、后固化、检验、后加工等。

  一、确定部位

粘接大致可分为两大类:

1.是用于产品制造

2.是用于各种修理

无论是何种情况、都需要对粘接部位的情况有比较清楚的了解,例如材料、表面状态、清洁程度及破坏程度、粘接位置等,只有经过一番认真的观察与检查,才能为施行具体的粘接工艺做好准备。特别是对于肉眼难以发现的裂纹,可用显色法判断,即在怀疑的地方涂上着色的煤油,如有裂纹,煤油就会立即渗入而着色,用干布擦去煤油,则会显示出裂纹。对被粘部位有充分的了解以后,就可以拟定下一步的粘接工艺过程。

二、表面处理  

    粘接接头连接主要借助于表面粘附,因此被粘材料的表面处理是决定粘接接头强度和耐

久性的主要因素之一。比如,用化学钝化处理的铝合金的粘接强度比未处理或用其它方法处理的要高一至六倍之多,我们知道聚四氟乙烯和聚乙烯是很难用胶粘剂粘接的,但是若表面经过适当的处理后,它们的粘接强度显著提高,甚至超过材料本身的内聚强度。不仅如此,不同的处理方法还常常对粘接接头的耐久性产生明显的影响。

为了获得粘接强度高、耐久性好的粘接接头,要求经处理后表面层(如铝的氧化膜)与基体材料及胶粘剂都结合牢固,并且这种结合不受或少受环境介质尤其是湿热条件的影响。

一般认为表面处理的作用主要有三个方面:

(1) 除去妨碍粘接的表面污物及疏松层

(2)增加表面积,

(2) 提高表面能。

下面从表面清洁度、粗糙度和表面化学结构等三个方面进行初步分析

(一)表面特性对粘接强度的影响 

    1.清洁度的影响

    要获得良好的粘接强度,胶粘剂必须完全浸润被粘材料表面,有机胶粘剂与纯的金属表面有很好的浸润性,而在实际粘接中,金属材料的表面上经常有一层锈垢或氧化物,在制造、切削、成型加工、热处理、运输和贮存等过程中,表面上又不同程度地吸附了一层有机和无机的污染物,这层氧化物或污染物会影响胶粘剂对金属表面的浸润,它的存在一般都降低粘接强度。

为此,必须用物理和化学的方法对被粘材料进行处理使之清洁干净。

    通常判断被粘材料表面或清洁程度的最简单办法是观察水滴在表面上浸润和扩展的情

况,在干净的表面上水滴应该迅速地完全展开并在表面上形成一层连续的不破裂的水膜。相

反,在不干净的表面上,水滴难以展开以致形成许多破裂的水膜或水滴。这种检查方法通常称为“水膜法。”

    2.粗糙度的影响

    一般来说,用机械打磨的方法能增加金属的粘接强度,无论用砂布或喷砂法处理被粘材

料,适当地将表面糙化均能提高粘接强度。 但是,粗糙度又不能超过一定的界限,表面太粗糙反而会降低粘接强度,因为过于粗糙的表面不能被胶粘剂很好地浸润,凹处残留的空隙减小了实际粘接接触面积,因而对粘接是不利的。

    粘接强度不仅与表面粗糙度有关,而且与粗化方法不同所产生的不同表面几何形态也有密切关系,在抛光的表面上用机械方法加工出许多0.125mm宽O.25mm深的沟槽,虽然使表面的宏观粗糙度增加了,但是粘接强度却没有太大的提高;而喷砂处理则可以使粘接强度大大提高.

    *用环氧胶粘接

    实验表明,喷砂法处理铝表面时,处理效果还同磨料的种类,大小和形态有关。锐利的磨料比用球形磨料处理的表面有更好的粘接效果。

    3.表面化学结构的影响

    我们已经知道表面清洁度对粘接强度有很大的影响,但在实际粘接过程中,很多被粘材料经不同的方法表面处理之后,虽然都得到了清洁的表面,能被胶粘剂完全浸润,而粘接强度却相差很大。这是由于除了清洁度之外,表面的化学结构也有很大影响。

    例如:铬酸处理的铝试片再经60℃的蒸馏水和自来水漂洗时:得到粘接强度相差很大,通过试验证明,在60℃的蒸馏水中漂洗时,很容易在表面上生成以AI2O3·3H2O为主的氧化铝水合物,这种水合物层组织较疏松,强度较低,因而致使粘接接头的强度大大降低,而在60℃的自来水中漂洗时,表面层是一层强度很高的氧化铝薄膜所覆盖,因此,粘接强度较高。

 

    由此可见,表面的化学组成与结构对被粘材料的粘接性能有重要影响。

综上所述,要得到一个性能良好的粘接接头必须重视被粘材料的表面处理。首先,表面应该干净、清洁,这是实现很好粘附的必要条件,但不是充分条件。另外,还要有合适的表面化学结构。

 

 

<摘录资料>  

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