粘接工艺

[拼音]：zhanjie gongyi

[外文]：adhesive bonding technology

又称胶接工艺。利用胶粘剂把被粘物连接成整体的操作工艺。粘接是连续的面际连接，可以减少应力集中，保证被粘物的强度，提高结构件的疲劳寿命。粘接特别适用于不同材质、不同厚度，尤其是超薄材料和复杂结构件的连接。粘接技术已成为20世纪70年代以来的重要连接技术之一，与机械连接和焊接一起，在国民经济各个领域尤其是当代的航空、航天技术中，发挥着重要的作用。

操作程序

一般是先对被粘物表面进行修配，使之配合良好，再根据材质及强度要求对被粘表面进行不同的表面处理（有机溶剂清洗、机械处理、化学处理或电化学处理等），然后涂布胶粘剂，将被粘表面合拢装配，最后根据所用胶粘剂的要求完成固化步骤（室温固化或加热固化），就实现了胶接连接。

粘接接头设计

指粘接部位尺寸的大小和几何形状的考虑。与高强度的被粘材料相比，胶粘剂的机械强度一般要小得多。为了使粘接接头的强度与被粘物的强度有相同的数量级，保证粘接成功，必须根据接头承载特点认真地选择接头的几何形状和尺寸大小，设计合理的粘接接头。从力学性能观点出发，粘接接头设计的基本原则是：

（1）尽可能避免应力集中；

（2）减少接头受剥离、劈开的可能性；

（3）合理增大粘接面积。除考虑力学性能外，尚需考虑粘接工艺、维修和成本等因素。

粘接表面处理

因粘接是面际间的连接，所以被粘接的表面状态直接影响粘接效果。粘接表面处理方法随被粘材料及对接头的强度要求而异。对于一般材料，常用有机溶剂(汽油、丙酮等)清洗法或机械法（打磨、喷砂等）处理；金属表面常用化学法（碱蚀、酸蚀等）处理；重要的铝质结构件的被粘表面，需用阳极氧化法处理；氟塑料（见氟树脂）等难粘材料表面，可采用化学法或等离子法处理。

胶粘剂的涂布

除最常用的刷涂法外，还有辊涂法及喷涂法等。采用静电场喷涂可节省胶粘剂和改善劳动条件。胶膜一般用手工敷贴，采用热压粘贴可以提高贴膜质量；尺寸大而形状简单的粘接表面，可以采用机械化辊涂胶液及热压粘贴胶膜技术。

胶粘剂的固化

固化方法分室温固化和加热固化两种：

（1）室温固化法是将胶粘剂涂布于被粘表面，待胶粘剂润湿被粘物表面并且溶剂基本挥发后，压合两个涂胶面即可。如用合成橡胶胶粘剂修补车辆内胎，用淀粉胶和聚醋酸乙烯酯胶乳粘接纸张、织物和木材，用合成树脂胶粘剂粘接非受力部件等。

（2）加热固化法是将热固性树脂胶粘剂（酚醛树脂、环氧树脂、酚醛－丁腈、环氧－尼龙等胶粘剂）涂布于被粘表面上，待溶剂挥发后，叠合涂胶面，然后加热加压固化，使胶粘剂完成交联反应以达到粘接目的。加热固化时，必须严格控制胶缝的实际温度，保证满足胶粘剂固化温度要求。工业上常用的固化设备有三种：

（1）热压机，由加热平板传递压力和热量，适用于平面零件的固化；

（2）热压罐，由空气传递热量和压力，适用于大型复杂制品的固化；

（3）固化专用夹具，适用于特定部件的粘接固化。

粘接质量控制

粘接部位在使用中所发生的破坏现象是对粘接质量的最终检验。

粘接件破坏的一般形式

有四种（见图）：

①被粘物破坏，发生于粘接强度大于被粘物强度时；

（2）内聚破坏，即胶粘剂本身内部破坏，此时粘接强度取决于胶粘剂的内聚力；

（3）界面破坏，破坏发生在被粘物与胶粘剂的界面，此时粘接强度决定于两者之间的粘附力；

（4）混合破坏，既有内聚破坏，又有界面破坏。一般来说，应选择合理的粘接工艺，尽量实现内聚破坏或被粘物破坏。

工艺控制

粘接的工艺质量是很难从外观判断的。保证粘接工艺质量的关键在于加强全面工艺质量管理，控制影响粘接质量的一切因素；其中包括①粘接环境条件控制（温度、湿度、含尘量等）；

（2）胶粘剂质量控制（复验、存放及使用管理等）；

（3）测量仪器及设备控制（温度、压力仪表，固化设备等）；

（4）粘接工序控制。

粘接质量检验

包括目测、破坏性试验（主要是力学性能测试）和无损检验。

（1）力学性能测试，是对重要的粘接件的检验。需通过破坏性检测工艺控制试样和制品抽样，来考核粘接质量。测试内容包括粘接基本性能(拉伸、剪切、剥离、冲击及疲劳强度等)，以及结合使用条件进行的使用性能（耐介质、高低温交变、加速老化及耐候性能等）。用作承力结构的粘接件还需进行多种静、动力承载试验（张力场、轴压稳定、结构振动及疲劳寿命等）。

（2）无损检验，即用仪器探测粘接接头质量缺陷的方法。无损检验方法很多，有利用声阻仪、谐振仪和涡流声仪的声振检验法，全息照相法，X射线照相法，超声检验法，热学检验法等。

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