出于對一些性能和經(jīng)濟因素的考慮,很多客戶都開始轉(zhuǎn)為采用結(jié)構(gòu)膠黏劑來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機械連接或焊接方法,這些因素包括重量和能量節(jié)約、勞動成本縮減、美觀提升,以及復合材料和其他無法用傳統(tǒng)方法進行粘接的材料的設(shè)計越來越多等。呼市結(jié)構(gòu)膠企業(yè)帶大家一起來看一下結(jié)構(gòu)膠憑什么取代傳統(tǒng)焊接?
傳統(tǒng)的組件連接方法包括焊接、鉚接,以及使用螺母螺栓和其他機械緊固件。設(shè)計和生產(chǎn)工程師已習慣使用這些方法,但現(xiàn)在他們遇到了挑戰(zhàn),因為一些新因素的出現(xiàn)使得這些方法存在的限制開始顯露出來。
有一個因素在很多行業(yè)中都起到了關(guān)鍵性作用,即需要降低重量來減輕燃油消耗、能量損耗和產(chǎn)生的排放,這在以內(nèi)燃機或電池為能源的自供電機器和設(shè)備的制造行業(yè)中尤為突出。要想達成這一目的,可以把由鋼鐵制造的相對較重的部件替換為較輕質(zhì)量的鋁、復合材料或塑料,并降低所用的機械緊固件的數(shù)量,或者使用更加輕薄的金屬片。
這些改變給傳統(tǒng)的連接方法帶來了挑戰(zhàn),因為異質(zhì)材料、塑料和復合材料明顯無法進行焊接;而輕薄的金屬片部件在集中放置穿過部件的緊固件(鉚釘、螺栓)的位置又容易發(fā)生變形或撕裂。在重負荷或因金屬疲勞造成金屬變形或撕裂的情況下,會導致部件可靠性和壽命下降,或造成緊固件之間出現(xiàn)間隙。
在傳統(tǒng)的組裝過程中也可能會造成金屬損壞,例如焊接薄金屬片時可能會造成熱變形或燒穿。而采用膠接接合面則能確保表面干凈清潔,這樣在實施的修整前只需進行低限度的表面處理即可。膠黏劑可以被預(yù)先涂抹在總裝時無法進行機械緊固的區(qū)域;而且還允許采用一些新穎的設(shè)計,以便于進一步減少重量、成本和勞動力。
膠黏劑經(jīng)過不斷發(fā)展,現(xiàn)可在眾多應(yīng)用中替代傳統(tǒng)的連接方法,適用于裝配門和電梯等金屬板材、農(nóng)業(yè)設(shè)備、汽車、卡車和軌道護片附件等。要想成功轉(zhuǎn)換為采用膠黏劑,設(shè)計和生產(chǎn)工程師須考慮諸多因素,具體如下:
膠黏劑的選擇
市面上有各種結(jié)構(gòu)型膠黏劑產(chǎn)品可供選擇。從氰基丙烯酸酯“快干”膠黏劑到單組分(熱固化)環(huán)氧樹脂膜,選擇多元。雖然所有的膠黏劑都有各自的用途,但在動態(tài)應(yīng)力環(huán)境(如抗沖擊和連續(xù)振動時)下并不是所有結(jié)構(gòu)膠都適合對焊接/機械緊固件進行替換。對于這些要求較高的應(yīng)用,只有少數(shù)膠黏劑產(chǎn)品能夠適用。主要有三種化學物質(zhì)能夠在粘接大型區(qū)域時可提供足夠的結(jié)構(gòu)強度(這里,我們將結(jié)構(gòu)強度定義為使用標準搭接剪切程序測定的超過1000 psi的搭接剪切強度)。
膠接接合面的設(shè)計
結(jié)構(gòu)型膠黏劑在剪切和拉伸過程中(尤其是壓縮時)的強度是較高,在剝離和劈裂時強度較弱,因為此時所有粘接力都集中在分離部分的前緣。因而,有必要設(shè)計一種接頭,讓剪切和拉伸力(而非剝離和分裂力)占主要地位。
粘接部分也須干凈清潔。如果表面覆有一層弱束縛材料(無論是氧化銹、油漬,還是灰塵),那么膠黏劑通常無法接觸到金屬本體,從而導致粘接失敗。可以讓膠黏劑與特定表面(如鋼的磨鱗面)牢固粘接,然后用它來去除底層金屬表面的雜物。因此,要在粘接前去除污垢和弱束縛表面層,在此過程中,通常使用溶劑型脫脂劑去污,或者使用磨損法去銹。
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