模压制品的二次加工 - 模压
中国复合材料信息网,中国玻璃钢综合信息网-中国复合材料工业协会指定官方网站！
┆┆┆┆┆┆┆┆┆&
--会员常用功能--
发布供求信息
发布企业资讯
入驻企业产品
修改联系信息
修改登陆密码
模压制品的二次加工
模压制品的二次加工
　阅读: 6185 　字体:
　双击鼠标滚屏
&&& 在实际应用中，模压制品往往作为一个零件或部件使用，因而存在着与其它材料的零件或其它模压制品的零部件的配合、连接及装配等问题，这也就存在着模压制品的机械加工问题。模压制品可行的设计自由度很大，它可以具有非常复杂的形状，包括诸如凸台、筋、槽、沟、孔洞等各种不同的成型细节。要通过模压成型所有的形状是不太可行的，必须要通过机械加工、连接与固定等二次加工工艺才能实现。&&& 模压制品的二次加工，通常是沿用木材、铝材和钢材的加工方法，主要用于制品的修正，如毛刺的清除、冲孔、穿孔、固定和连接、制品及其表面修复等。&&& 一、机械加工&&& 1．机械加工工艺特点&&& 模塑料制品的机械加工是以固化后的聚酯模塑料制品为加工对象。与其他材料一样，聚酯模塑料具有其固有的的加工工艺，其加工方法、设备、工具也都有其特点。&&& (1) 聚酯模塑料其主要成分是以玻璃纤维增强材料，以树脂为胶粘剂。玻璃纤维的强度、硬度很高，尤其磨蚀性很好。相比之下树脂的强度要低得多。因此对这种由软硬两种材质组成的复合材料进行加工时，为软硬相间的切割，冲击频繁，致使切削条件恶化。与切削纯硬质材料相比，刀具更易磨损钝化。&&& (2) 聚聚模压材料的热导率小，远低于金属的热导率。因此在切削过程中，由于金属刀具与聚酯模塑料本体摩擦，极易造成局部过热。若温度过高可能发生燃烧和变色。&&& (3) 聚酯模塑料弹性模量仅为金属的十分之一，但其热膨胀系数比金属的大，因此在切削时夹具与刀具施加的压力要适中，否则易引起加工制件的扭曲变形或偏差。&&& (4) 聚酯模塑料是复合材料，机械加工时由于过热或振动，容易发生制件分层或撕裂现象，尤其在边缘处和外层。&&& (5) 聚酯塑料加工时不易成屑，如钻削加工时存在排屑困难。&&& (6) 聚酯模塑料加工时，要特别注意防尘和除尘。&&& 2.机械加工方法&&& 对于模塑料模压制品，除了一些薄毛刺可通过手工方法清除之外，大部分坚韧的毛刺清除，孔洞的加工与修正，以及制品的修补都需要用到机械加工。主要方法包括机砂磨、冲削加工、钻削加工、挖削加工、拉削加工、锯削加工等。&&& 一般的模压制品都会有较重的毛刺，并且会由于长纤维的存在而显得特别坚韧，若采用磨光或轻微机械作用等传统的热固性塑料制品所用的方法去除毛刺，就显得不太合适。一般模压制品周边毛刺可用手工或机械砂磨法来去除，但劳动强度较大，粉尘也大。&&& 冲削加工也可以用来去除模压制品周边毛刺及内空毛刺，也直接用来成型各种圆孔和方孔。对小制件，可用手动操作压机进行冲削动作，去除毛刺。&&& 对于批量少，孔数少的模压制品，常采用简单的手钻即可。若加工孔数较多，孔的排列复杂，就应考虑完全机械化的操作系统。钻削加工要求在低速下进行，转动速度在61-67m/min。为避免产生边屑，要求进钻速度快，若进钻速度慢还会引起钻头过热而降低其寿命。一般建议使用高螺旋角的特殊钻头，它可以让钻屑从孔中快速去除，并保证了端头温度下降。大孔需要中空滚花端面钻头进行钻削加工。在钻削过程中一般需要合适的粉尘抽吸系统。另外，钻孔时需要考虑到冷收缩，钻头尺寸要比实际要求尺寸大一点。&&& 对于不适合冲、钻加工场合的制品，可采用挖削加工。挖削加工是一个粉尘量大，劳动强度高的操作过程，而且加工尺寸精度有限，适于小批量制品。如果要求其连续加工准确度的话，就要使用卡规。挖削加工是机械加工中最不理想的一种。：&&& 二、机械加工设备的工作原理和使用方法&&& FRP的二次加工设备是非常多的。常用工具有切割机、砂轮打磨机、钻头等。根据加工部分是平面还是曲面，是切断还是切削等不同情况分别使用。&&& （一）适用于FRP的工具材料&&& 因被切割的材料不同，用作机械加工的工具材料种类不同。&&& 1.种工具钢的性能和用途&&& 碳素工具钢T7：亚共析钢。具有较好的强度和韧性，以及一定的硬度，能承受震动和冲击载荷，但切削能力差。用于制造能承受一定冲击，且要求具有适当硬度和耐磨性的工具，如锻模、锤、冲头、金属剪切刀、木工工具等。&&& 钨钴钛类硬质合金钢YT15：具有较好的强度和韧性，以及一定的硬度，能承受震动和冲击载荷，切削能力较好。用于制造能承受一定冲击，且要求具有硬度和耐磨性的工具，如锻模、锤、冲头、金属剪切刀、木工工具等。其可焊接性能较好。&&& 钨钴类硬质合金钢YG8：具有较好的强度和韧性，以及一定的硬度，能承受震动和冲击载荷，切削能力很好。用于制造能承受一定冲击，且要求具有适当硬度和耐磨性的工具，如车刀、锤、冲头、金属剪切刀、木工工具等。其可焊接性能较好。&&& 高速工具钢 W18Cr4V：具有较高高温硬度和耐磨性，耐冲击性能较差。用于制造各种切削刀具如车刀、铣刀、钻头、丝锥、板牙等。其可焊接性能较差。&&& 2.各种材料刀具综合性能比较&&& 各种材料破碎刀具综合性能比较见表3.6&&& (二)切割加工设备&&& 复合材料制品的切割加工方法很多，常用的有手动切割、机械切割、高压水切割、激光切割和超声波切割等。&&& 1.手动切割&&& 利用动力的工具中，有电动式和气动式的。但多数采用气动式的切割工具。这种气动工具体积小，重量轻，操作性能好。但是必须有容量较大的空气压缩机。常用的工具如图3.23所示。&&& 2.机械切割&&& (1)顺切和逆切&&& 如图3-24为顺切和逆切示意图。在各种切割形式中，顺切效果要比逆切效果好得多。原因在于：逆切时工件得进给方向与刀具的切割方向相反，刀具切入工件后，最终在A点切割上表面，使纤维首先被扯起，然后才撕开，从而在工作表面产生纤维隆起现象。顺切时，工件的进给方向与刀具的旋转方向一致。刀具在B点开始进入工件，显然最上层材料受到向下压的切割分力作用，因此，不会产生逆切时的纤维隆起。&&& (2)切割刀具和切割参数&&& 切割刀片如图3.25所示，优选出的工艺参数：进给量f=110mm/min或160mm/min，转速n=815r/min。&&& 普通砂轮片，优选的工艺参数：f=110mm/min或160mm/min,n≥1150r/min。&&& 人造金刚石锯片，优先的工艺参数：f=310mm/min,转速n=1600r/min&&& 3.高压水射流切割技术&&& 高压水射流的原理是将水通过增压器，使系统压力增加到400MPA再由蓝宝石喷嘴（孔直径为0.2mm）喷出，形成喷射速度高于音速的高压切割水流，可对各种复合材料进行切割和开孔。高压水射流切割的优点：切缝窄、切割不发热、无粉尘飞扬、工作环境不受污染、工件无变形等。高压水射流一般分为高压水射流和磨料水射流两种。高压水射流是指形成射流的工作介质由水和磨料组成，其中水作为载体使磨料获得足够的动能，对被切割件进行磨削和冲蚀。&&& (1)高压水射流的切割系统& 其切割系统如图3.26所示。&&&
(4)切割工艺参数的选取&&& 高压水射流切割复合材料薄板（厚度小于4mm），喷嘴前水压取350-380MPA，水喷嘴直径为0.2mm，送进速度为200-400mm/min，靶距3-5m。&&& 磨料水射切割复合材料时，通常选用水喷嘴直径为0.35mm，磨料喷嘴直径为1.6mm，磨料为60目-80目的天然金刚砂，流量为0.6-0.9kg/min,喷嘴前水压取210-240MPA，送进速度为20-1200mm/min，靶距为1-2m。&&& (5)切割质量指标&&& 分层深度应小于0.5mm，沿边长方向分层应小于4mm；高压水射流切口断面斜度一般为1：10；磨料水射流切口断面斜度一般为1：20。高压水射流切口表面粗糙度为Ra25，磨料水射流切口表面粗糙度为Ra25-Ra6.3。&&& (6)高压水切割设备&&& 国内90年代自行研制了一台高压水切割机器人，其主要性能指标如下：&&& 工作包线mm:
X1095&&& 控制速度范围mm/min: 3.5-2000&&& 空回速度mm/min: 3000&&& 精度：重复定位精度mm：士0.06&&&&&&&&& 重复姿势精度：0.03°&&&&&&&&& 轨迹精度mm：＜士0.4&&& 4.激光切割&&& 激光切割是一种非接触热工艺过程，选用这种方法依赖复合材料结构的强度和刚度。但是它的发热特性，在炭化和发热散失不可接受的地方，激光切割的应用要受到限制。此外，受激光功率限制，激光切割应用限于薄层板和预混料的切割。&&& 5.超声波切割&&& 超声波是一种按频率工作的机械振动能，振动能使切割刀具以快速、精确的切割复合材料。切割试验证明，材料越脆，切割所需要的振幅越小；电压越高，切割的越好；在切割期间，保持振幅不变，可以控制切割速度不改变。&&& 上述四种切割方法中，目前以手提工具进行切割应用最为广泛，高压水切割仅有少量使用，激光及超声波切割尚未用于生产。&&& （三）打孔设备&&& 钻孔在复合材料加工中应用非常广泛，麻花钻则是钻孔的主要工具。因为复合材料与金属不同，所以对钻头的要求也不同。试验证明，具有高的螺旋角的宽而光的退屑槽的钻头是适宜的，钻头材料为碳化钨和金刚石。常用的钻孔设备有手电钻、台钻等。&&& 1．钻头&&& (l)钻头材质&&& 根据模压制品的原材料不同选择不同材质的钻头，普通玻璃钢制品采用一般钻头即可。碳纤维复合材料的硬度为HRC53-65，相当于一般高速钢的硬度，因此采用一般高速钢钻头时磨损很快。因此在钻头选用是有两点必须注意，即采用钨钴类硬质合金钢或镀金刚石钻头。国产Y330硬质合金是WC-TaC-Co系列的合金，属于钨钴类合金。主要性能为：密度14.0-15. 1 g/cm3,硬度为HRA90-90. 5,抗弯强度为Mpa。&&& (2)钻头几何参数的选择&&& ①顶角(2φ）在100°-120°范围内，一次刃磨钻孔数目可达到1500个孔以上，制孔质量较好。&&& ②后角要求选择较大的后角，可以在15°-25°范围内选择。&&& ③钻芯厚度和横刃宽度 此两项参数对降低钻削过程中的轴向进给力有明显影响。试验证明，修磨横刃和减小钻芯厚度，有利于减小分层和劈裂。&&& ④螺旋角 螺旋角选择25°-30°较好。&&& (3)钻孔工艺参数的选择&&& 对国产Y330硬质合金钻头进行钻削试验，得出工艺参数如下：转速r/min，进给速度0. 02-0. 06mm/r，横刃宽0. 1d (d为钻头直径）。&&& 三、连接及胶接&&& （一）概述&&& 1.复合材料的连接特点&&& 复合材料结构连接在复合材料结构中占有重要地位，它既包复合材料元件（或组件）之间的连接，也包括复合材料元件（或组件）与金属元件（或组件）之间的连接，结构连接会增加结构重量，在连接处也容易发生破坏，还增加了制造困难，因此在结构设计中应尽量减少连接数量。但是由于材料尺寸的限制，或者为了便于加工、便于运输以及开成等需要，在结构中没有连接又几乎是不可能的。&&& 通常用于金属结构部件之间的两种主要连接方法，即机械紧固件连接和胶接连接也适用与复合材料的连接。纤维增强复合材料与一般金属材料的区别是：强度和刚度是各项异性的，层间强度低。在连接部位的应力集中或应变集中严重，在此区域载荷重新分配的能力较弱，因而对连接区的内力和变形进行分析就变得非常重要。对复合材料的连接进行分析和正确设计，是保证结构连接成功的首要条件。&&& 2.不同连接方法的比较&&& (1)机械紧固件连接的优点：①抗高温和抗蠕变的能力大；②连接强度分散性小；③抗剥离能力大；④易于拆卸、组合、检查。&&& 机械紧固件连接的缺点：①复合材料层合板开孔产生应力集中，承载能力降低，一般只能达到连接基板开孔时极限强度的20%-50%；②接头重量较大；③总的结构连接效率低。&&& (2)胶接连接&&& 胶接连接的主要优点有①不会因钻孔引起应力集中和纤维切断，不减少承载横剖面面积；②与连接形式相同的机械连接件比较，在受力较小的次要结构上，胶接连接件能够减重约25%，在受力大的主要结构上，胶接连接件能够减重5％～10％；③能够获得平滑的结构表面，连接元件上的裂纹不易扩展，密封性较好；④大面积胶接成本低；⑤可用于不同材料之间的连接，无电偶腐蚀问题；⑥加载后的永久变形较小；⑦便于实现连接强度的优化设计。&&& 胶接连接的缺点有①连接元件表面需要仔细处理：②强度分散性大，由于湿度、温度等环境因素的影响，胶接强度会逐渐降低；③对胶接质量的无损探伤比较困难；④在大多数性情况下是不可拆卸的。&&& (二)复合材料机械连接技术&&& 1. 复合材料结构特种紧固件&&& 适于复合材料结构应用的各种特种紧固件有双金属铆钉、高锁螺栓、螺栓、铆钉、复合材料螺栓等。&&& 2.复合材料制孔工艺&&& 在复合材料构件的连接中，机械连接占据着主要地位，因此，当复合材料构件装配时，需加工出成千上万个紧固件孔，紧固件孔不仅数量多，质量要求高，而且要求高，而且难度大，是复合材料加工中最难的加工工序之一。由于复合材料层合板的主要特点是层间剪切强度低，这就使得钻孔中的轴向力容易产生分层和出口端的分层，如不加以防范，会导致昂贵的复合材料构件的报废。&&& (1)制孔质量标准&&& 在装配生产中发现，即使工艺过程十分小心，但制孔缺陷仍无法避免。由于制孔质量对复合材料结构强度有较大影响，所以确保装配过程中的制孔质量对复合材料结构性能至关重要。我国根据国外己有的制孔质量标准，制定出了适于我国现有材料、工艺条件的制孔质量标准。&&& (2)先进制孔技术&&& 复合材料制孔技术的最新进展是，一方面采用聚晶金刚石（PCD）钻头进行高速（1500r/min）钻削，以取消钻孔过程中的支撑垫板，提高制孔质量和刀具寿命；另一方面对结构中出现的复合材料与金属（如钛合金）叠层材料的钻孔开发了啄式制孔和自适应制孔技术。&&& 3.复合材料机械连接的一般设计原则&&& 复合材料机械连接的一般设计原则是: (1)满足连接强度要求;(2)连接系统重量轻;(3)便于加工、装配和维修；(4)满足抗电化腐蚀的要求；(5)满足接头的可靠性和疲劳寿命的要求；(6)满足破损-安全要求；(7)考虑适用环境的影响和要求；(8)连接系统的成本要低。&&& 4.机械连接工艺&&& 适用于复合材料结构的专用结构件在安装时必须满足一些特殊要求。只有这样，机械连接在复合材料结构中应用才有可能。&&& (1)螺接工艺要求&&& ①紧固件与孔的配合，要求达到H8/f8,孔与板的垂直度偏差在2°以内。&&& ②复合材料构件表面斜度超过5°时，必须使用特制倾斜度的垫圈。&&& ③除非传力件（如电缆导管夹子、垫板等），螺栓的螺纹部分不允许在孔的挤压部位。&&& ④在连接部位，特别是潮湿部位安装高载紧固件，一律采用湿装配。湿装配时，孔内或紧固件应涂密封胶，允许螺纹上密封胶，螺母必须在胶的施工期内上紧完毕。紧固件内（如螺母与螺栓）或紧固件与板之间存在较大电位差时，也应采用同样措施。&&& ⑤多钉连接安装时，不宜逐一的将单个螺栓一次拧紧，而应均衡，对称的将所有螺栓分若干次拧紧，直至达到规定的拧紧力矩值。对缝内密封的螺栓，需分两次拧紧，初次拧紧必须在密封剂活性期内完成，重拧必须在初次拧紧后20分钟内进行，两次拧紧需在密封材料施工期内完成。&&& (2)铆接工艺&&& 由于复合材料（特别是碳纤维复合材料）延伸率小，层间强度低和抗冲击能力差的弱点，一般认为不宜进行铆接。因此在一些承力不大的部位上，在采取一定工艺措施后，仍获得较普遍的应用。按钉杆镦粗情况的不同，可分为钉杆镦粗的铆接和钉杆局部变形的铆接如半空心铆钉及双金属铆钉的铆接。&&& ①钉杆镦粗的实心铆钉铆接工艺&&& 在复合材料结构上应用最多的是TAI纯钛铆钉。这种铆钉在使用前，必须经真空退火处理，使其降低强度、改善塑性。铆接时，在锻头部位如为碳纤维复合材料，必须加厚度大于lmm纯钻垫圈。对直径为d的纯钛铆钉，铆接复合材料的工艺参数如下：&&& 铆钉孔径=d十(0.3-0.4)&&& 垫圈直径=d十(0.1-0.2)&&& 镦头直径=(1.3-1. 5)d&&& 镦头高度=(0.5-0.65)d&&& 对碳纤维复合材料，必须尽量使用压铆，无法压铆时，可用M51型铆枪锤铆，不得用大功率铆枪。&&& ②钉杆局部变形的半空心铆钉铆接工艺 为避免钉杆傲粗而造成基体孔壁损伤，国外研制了仅钉尾产生变形而主杆部分基本不膨胀的半空心铆钉和双金属铆钉，它既使层合板牢固地连接在一起，又不使孔壁损伤，是一类很适于复合材料结构连接的新型紧固件。&&& 半空心铆钉有两种型式：一种是双面埋头型半空心铆钉，它的材料为退火的55Ti-45Nb，其抗剪强度达345MPa,承载能力较高，由于铆接时钉的主杆不变形，所以铆接力只等于铆同样材料实心铆钉的一半，它主要适用在副翼、舵面、调整片等要求双面埋头的操纵面外部结构，另一种是凸头型半空心铆钉，材料为蒙乃尔合金，铆接时在成形模的作用下形成帽形镦头，能有效的将构件连接在一起，它主要应用于内部结构。&& （三） 复合材料胶接连接技术&&& 1.胶粘剂的选择&&& 复合材料包括玻璃纤维增强的热固性塑料（玻璃钢）和热塑性材料、纸和棉布及石棉增强的层压材料、金属板与塑料和木材制成的复合板、金属箔与塑料膜或纸张制成的复合膜等。玻璃钢和层压材料的粘接都要选用强度高、耐热性好的胶粘剂。玻璃钢常用的胶粘剂有环氧胶、酚醛-缩醛胶、快固丙稀酸酯胶、a-氰基丙稀酸酯胶、聚氨基胶等。&&& 胶粘剂选用的注意事项：&&& (1)不要盲目地追求高强度，不要认为只有胶粘剂的强度高就能粘牢，其实不一定。&&& (2)不能只重视初始强度高，更应考虑耐久性好。&&& (3)高温固化的胶粘剂性能远高于室温固化的，要求强度高、耐久性好的要选用高温固化胶粘剂。&&& (4)除了应急或小面积修补和连续化生产线外，最好不要采用室温快速固化环氧胶。&&& (5)采用二乙烯三胺配制环氧胶，其试剂品要比工业品的粘接强度高10％-20％。&&& (6)用新的低分子聚酞胺配制环氧胶要比存放两年特别是暴露一段时间的粘接强度高1倍以上。&&& (7)白乳胶和服醛胶不能用于粘接金属。&&& (8)厌氧胶特别适宜粘接金属材料，因为某些金属如铜、铁等对厌氧，胶固化有促进作用，能提高粘接强度。&&& (9)多数厌氧胶粘不牢热塑性塑料和橡胶制品。&&& (10)α一氰基丙烯酸朗胶虽然用途很广，但抵抗恶劣环境的能力最差，耐久性不好，仅适用于临时定位和修补。&&& (11)要求透明性的粘接可选用聚氨酯胶、光学环氧胶、不饱和聚酯胶、聚乙烯醇缩醛胶。&&& (12)医用胶粘剂应无毒害，不致癌，易排泄，无其他生理反应。&&& (13)胶粘剂不应对被粘物有腐蚀性，例如聚苯乙烯泡沫板，不能用溶剂型氯丁胶粘剂粘接。&&& 2.粘接接头的设计&&& 粘接接头由被粘物与夹在之间的胶层构成，是结构部件上的不连续部分，起着传递应力的作用。接头强度取决于胶粘剂的内聚强度、被粘物本身的强度和胶粘剂与被粘物界面的结合强度。而实测强度主要由三者之中最薄弱环节所支配，但还受接头形式、几何尺寸和加工质量的影响。为使粘接的优点得到充分发挥，而将其缺点尽量缩小，必须确定合理的粘接头结构。有人过分地追求胶粘剂的高性能，却极大地忽视了粘接接头的合理性，其结果是能如愿以偿。这说明只有进行合理的接头设计，才能获得良好的粘接效果。因此，粘接接头结构的确定是粘接成败的关健因素，不可掉以轻心。粘接接头的设计就是接头尺寸大小和何形状的考虑，其目的是使粘接接头与被粘材料具有几乎相同的承载能力。&&& (1) 接头及其受力情况&&& 为了确定出合理的粘接接头形式，很有必要了解接头的受力情况。接头在使用时的受力是相当复杂的，受到机械力、热和环境因素综合力的作用，其中最主要的是机械力。机械力基本可归纳为四种主要类型，即剪切力、拉伸力、剥离力、不均匀扯离（劈裂）力，如下图&&&
&&& 剪切力与胶层平行，实质为两个方向相反的拉伸力或压缩力：此时应力作用在整个粘接面积上，分布比较均匀，故可获得最大的粘接强度。&&& 拉伸力，也称均匀扯离力，它与胶层垂直，均匀分布在整个粘接面积上。全部粘接面积承受应力，亦可得到最大的粘接强度。&&& 剥离力与胶层成一定角度，力作用在一条直线上，容易产生应力集中，粘接强度低。&&& 不均匀扯离力作用在胶层的两个或一个边缘上，不是整个粘接面积；或者说是局部长度上受力，且不均匀，使粘接强度大为减小。&&& 以上所述的只是接头承受的机械力，除此之外，在使用时还要同时承受热和环境的作用。&&& (2)接头形式的选择原则&&& 粘接接头的确定既是相当重要又是极其复杂的工作，既要考虑连接的方式，也要考虑被连接材料的特性。目前尚无成熟的理论指导，只能根据粘接接头的受力类型及其特点，在确定粘接接头时考虑如下一些原则：&&& ①尽量使胶层承受剪切力和拉伸力 将作用力引导到接头承受力的有利类型和方向上。由于胶层承受剪切力和拉伸力的能力最大，因此，在确定粘接接头结构时应尽量使胶层承受剪切力和拉伸力，或者设法将其他形式的力转换为能够承受的剪切力或拉伸力。而且也要考虑外力作用的有利方向。粘接接头主要承受剪切力时使用性能最好。&&& ②避免剥离和不均匀扯离 因为剥离和不均匀扯离都为线受力，应力集中比较严重，致使粘接接头在受到剥离力和不均匀扯离力作用时承载能力都很低，所以在确定粘接接头的结构时，应尽量避免剥离和不均匀扯离。若是无法实现，需要采取必要的加固措施予以改善或弥补。&&& ③合理增大粘接面积 在可能与允许的条件下适当地增大粘接面积，能够提高胶层承受载荷的能力，这是非常必要的，尤其是对于结构粘接的可靠性更是一种有效的途径。像修补裂纹时开V型槽、加固时的补块等都是为了增大粘接面积。&&& ④设法防止层间剥离 有的材料如酚醛胶布板、层压塑料、玻璃钢板、石棉板、纤维板、复合膜等层间强度很低，如果采用搭接或平接容易出现层间剥离，而使粘接强度降低。此时宜用斜接形式。&&& ⑤尽量避免应力集中 在胶粘剂与被粘物界面上存在着因材料不同而引起的应力集中，在粘接时应尽量避免应力集中，如果被粘物具有与胶粘剂相同的刚度，就不会出现应力集中。&&& ⑥不同材料的合理配置 热膨胀系数相差很大的材料粘接，当温度变化时会在界面产生热应力，如果是因圆管的套接配置不当，就可能自行开裂。一般应该将热膨胀系数小的圆管套在热膨胀系数大的圆管的外面。&&& ⑦方便粘接工艺的施行 粘接接头的结构应为粘接工艺的施行提供方便，如涂胶、叠合、加压固化、检验等操作都能容易进行，不受妨碍。&&& ⑧保持胶层均匀连续 胶层如果出现缺胶、厚度不均、气孔，就会造成应力集中，结果都要降低粘接强度。必须使所确定的接头结构能够保证胶粘剂形成厚度适当、连续均匀的胶层，不包裹空气，易排除挥发物。&&& ⑨加工容易，美观价廉 确定粘接接头的结构主要是满足强度和其他性能的要求也要考虑加工制造是否容易。如果所设计的接头形式尽管性能良好，可是制造困难，费用太高，也是不能被采用的。同时接头的形式也要适当地照顾一下美观性。&&& ⑩容易装配与维修 粘接接头要与其他零件发生联系，不能给装配时带来困难，也应为以后的维修着想。&&& (3)粘接接头的类型&&& 接头的形式很重要，因为有机胶粘剂的最佳使用效果，是用于承受单纯或扭转的剪切力。实际上应用的接头形式可以是形样各异、变化多端，但总的都是几种基本类型的单独或相互组合的结果。掌握了基本类型粘接接头的性能和特点，便能根据具体情况设计比较满意的接头结构。&&& ①对接&&& 对接就是将两个被粘接面涂胶后对在一起，成为一体。这对于破损件的修复很有用，因为它能基本上保持原来的形状。热塑性塑料制品的溶剂或热熔粘接，就可以采用这种对接形式，但不适用于金属和热固性塑料制品，因为对接承受的是不均匀扯离力的作用，容易产生弯曲和应力集中，对横向载荷十分敏感，难以承受轴向拉力。同时，粘接面积小，承载能力低，其结果是不牢易坏。如果实在不能改变原来的形状，一定要用对接，那就只好采穿销、补块等加固措施。但对于新设计的结构粘接接头，最好避免采用对接接头。&&& ②斜接&&& 斜接就是将两被粘物端部制成一定角度的斜面，涂胶之后再对接，实际上就是小于90°的对接，不过一般的斜接角不大于45°，斜接长度不小于被粘物厚度的5倍。应该说斜接承受的是剪切力，分布比较均匀，粘接面积增大，承载能力提高，不但纵向承载能力高，而横向承载能力也很高，也能保持原来的形状，因此，是比较好的一种接头形式。然而实际上应用并不广泛，其原因是斜面制备确实困难，若是配合不好，胶层厚度难以保证，很可能收到预想的效果。&&& ③搭接&&& 搭接就是平板被粘物涂胶后叠合在另一平板被粘物端部一定长度上，由于是平面粘接，承受的主要是剪切力，分布比较均匀。单搭接剪切接头是最常用的接头形式，搭接粘接面积大，承载能力高，并随搭接宽度的增大而正比例地增加。虽然搭接长度的增加也会使粘接面积增大，但是承载能力与搭接长度却没有正比关系。根据理论计算和试验测定得知，在一定的搭接长度内，搭接接头的承载能力随着搭接长度的增加而提高，当达到某一定值后就不再提高了。&&& ④套接&&& 套接就是将被粘物的一端插入另一被粘物的孔内。其特点是受力情况好，粘接面积大，承载能力高，适用于圆管或圆棒与圆管的粘接。套接在插管时中心位置不好定正，胶层厚度不宜控制，这就要采取一些措施，如用专门的工具进行定位。另一简单方法就是在插入件的一端涂上胶，令其初步固化，然后再涂第2次胶进行装配，这样就能使胶层厚度有所保证，至少不会缺胶。&&& 插入深度也和搭接长度一样不是越长越好，一般不超过管子外径的1.5-2.0倍，也可用下述经验公式计算：&&& L=0:8D十6&&& 式中L―插入管深度（mm）；&&&&&&& D一插人管外径（mm）。&&& 插管(或因棒)与圆管内径的间隙不应超过0:3否则将会因胶层太厚而降低粘接强度。&&& ⑤嵌接&&& 嵌接就是将一被粘物镶入另一被粘物空隙之中，故嵌接亦叫镶接。因为一般都要开槽，所以也称为槽接。这种类型接头受力情况非常好，粘接面积也大，能够获得很高的粘接强度，如果有可能采用嵌接形式一定会比较理想。&&& ⑥角接&&& 角接就是板材成一定角度的粘接，一般都为直角，这种接头加工方便，但简单的角接受力情况极为不好，粘接强度很低，实际上不能采用，只有经过适当的组合补强才能使用。&&& ⑦T接&&& T接也是板材接头的一种形式，因为在粘接时成为T形，由此而得名，它是角接的一种特殊形式。单纯的T形接头受到不均匀扯离和弯曲力的作用，粘接强度极低，不应该采用。如果实际上确需此种形式，可以来取一些补救措施，进行加固。&&& (4)常用接头的分析与评价&&& 由基本接头类型进行多种组合，可得到名目繁多的接头形式，也能根据实际需要进行任意组合。现介绍一些常用的接头形式，可供选用时参考。&&& ①平板粘接的接头对于平板的粘接接头可采用对接、斜接、搭接、嵌接、角接、T接等多种形式。&&& ②圆棒粘接的接头圆棒的粘接可采用对接、斜接、嵌接、套接等形式。&&& ③圆管粘接的接头圆管粘接可用对接、斜接、套接等形式。&&& ④圆棒与平板的粘接接头圆棒与平板的粘接可采用对接、嵌接。&&& ⑤圆管与平扳的粘接接头圆管与平板的粘接可采用嵌接接头。&&& ⑥圆棒与圆管的粘接接头圆棒与圆管的粘接可采用套接接头。&&& ⑦粘接与机械连接的混合接头粘接与卷边、加铆、点焊等传统机械连接方式组成的混合接头，具有加固增强作用。&&& 3.胶接工艺&&& 仅凭有好的胶粘剂，未必能获得高的粘接强度，这是因为粘接的质量好坏，成功与失败，在很大程度上取决于粘接的工艺方法。&&& 粘接的一般工艺过程有表面处理、配胶、涂胶、晾置、叠合、清理、停放、固化、后固化、检验、整修等。&&& (1)表面处理&&& 表面处理就是用机械、物理、化学等方法清洁、粗糙、活化被粘物表面，改变表面性质，以利于胶粘剂良好润湿、牢固粘接。被粘物的表面性质时影响粘接强度和耐久性的重要因素，粘接的表面处理与电镀前和涂漆前的预处理基本相同，其目的都是为了最佳的表面状态，有助于形成足够的粘合力。&&& (2)胶粘剂的准备&&& 胶粘剂的准备包括温度平衡、组分调整、混合调配、自行配制等。&&& ①温度平衡&&& 有些胶粘剂如502胶、快固丙烯酸酯结构胶、光敏胶等为了延长贮存期，一般都低温放、或者是冬春季节库存温度比较低，都需要在涂胶前在操作现场停放12h以上，以使温度平衡，以利于涂布良好湿润。&&& ②组分调整&&& 虽然所选用的单组分胶粘剂，一般是可以直接使用的，但有一些相容性差、填料多、放时间长的胶粘剂会沉淀或分层，在使用之前必须要搅拌混合均匀。若是溶液型胶粘剂因溶剂挥发粘度变大，还得用适当的溶剂稀释。&&& ③混合调配&&& 对于多组分胶粘剂，必须在使用前按规定的比例调配混合均匀，根据胶粘剂的适用期、季节、环境温度和实际用量大小，决定每次配制量多少，应当随用随配，尤其是室温快速化胶粘剂，一次配置过多，放热量大，容易凝胶，影响涂胶，也会造成浪费。&&& (5)&清理与防粘连&&& 在粘接过程中，难免会在非粘接表面弄上胶液，或者因涂胶量大而使叠合时挤出过多的胶，这些余胶固化后，一影响外观，二影响尺寸，整修困难，应当在胶液固化之前清理干净，减少事后的麻烦。常用脱脂棉或纱布蘸溶剂擦除余胶。在清理过程中，如果发现裂缝、缺胶、气泡、配合不好等现象，应及时排除，裂缝、缺胶可再补胶填满，气泡可用钢针刺穿预热排除，尽量于固化之前消除隐患。&&& 粘连是材料之间出现的一种不希望有的粘接现象，在粘接过程中屡见不鲜。为了防止粘连，使被粘件易与加压工具、固化设施解脱，对于可能产生粘连的部位可使用防粘剂（脱模剂），常用的有油脂、薄膜、硅油、高分子溶液等。脱模剂应有一定的化学惰性和热稳定性，对加压工具和被粘材料不产生腐蚀作用，无毒性、不污染环境、不损害健康、配制容易、使用简便、防粘效果良好。&&& (6)固化&&& 固化又称硬化或变定，对于橡胶型胶粘剂也叫硫化，是胶粘剂通过溶剂挥发、溶体冷却、乳液凝聚的物理作用或交联、接枝、缩聚、加聚的化学作用，使其变为固体，并且有一定强度的过程。固化是获得良好粘接性能的关键过程，只有完全固化，强度才会最大。固化过程可以来用室温固化、加热固化、辐射固化、微波固化、高频固化等。&&& ①室温固化&&& 室温固化又可称自然固化，是在常温范围内让其粘接件自行进行固化，时间虽长，但不需要其他附加条件，方便节能。&&& ②加热固化&&& 加热固化分中温固化和高温固化。中温固化系指固化温度在120℃左右；高温固化的温度须在150℃以上。加热固化，速度快、时间短、强度高、耐老化，但比较麻烦，需要一定的设备，如热压罐、电烘箱、硫化机、干燥炉、红外灯、电吹风等。&&& ③辐射固化&&& 辐射固化是20世纪70年代兴起的一种新技术，是指经过紫外光(1W)、电子束(EB)、Y一射线的辐照，使液相体系瞬间聚合、交联、固化的过程。具有极快速、高质量、低耗能、高效率、适合连续化生产等独特优点，顺应当今世界环保的要求，被誉为面向21世纪的绿色工业技术。&&& (7)检验&&& 粘接之后，应当对质量进行认真检验。目前检验方法主要有目测法、敲击法、溶剂法、试压法、测量法、超声波法、x射线法、声阻法、液晶法、激光法等，但尚无较为理想的非破坏性检验方法。&&& ①目测法&&& 就是用肉眼或放大镜观察胶层周围有无翘曲、突起、剥离、脱胶、裂缝、孔洞、疏松、缺胶、错位、炭化、接缝不良等。若是挤出的胶是均匀的，说明不可能缺胶；没有溢胶处有可能缺胶。&&& ②敲击法&&& 用圆木棒或小锤敲击粘接部位，发出清脆的声音表明粘接良好；声音变得沉闷沙哑，表明里面很可能有大气孔或夹空、离层和脱粘等缺陷。&&& ③溶剂法：&&& 胶层是否完全固化，可用溶剂法检查。手触胶层发粘表示末固化（厌氧胶例外），但有时不发粘也不一定完全固化，其检查的最简单方法是用丙酮浸脱脂棉，敷在胶层暴露部分的表面，浸泡1一2分钟，看胶层是否软化或粘手，以此判断是否完全固化。如果胶层不软化、不粘手、不溶解、不膨胀，表明己完全固化，否则未固化或固化不完全。&&& ④试压法&&& 对于密封件如机体、水套、油管、缸盖等的粘接堵漏，可用水压法或油压法检测有无漏水、漏油现象，一般是输入一定压力的水或油后，保持3-5min应没有渗漏和明显的压力下降。&&& ⑤测量法&&& 对于恢复尺寸的粘接，可用量具测量是否已达到所要求的尺寸。&&& (8)整修&&& 经初步检验合格的粘接件，为了装配容易和外观漂亮，需要进行适当的整修加工，刮掉多余的胶，将粘接表面磨削地光滑平整。也可进行锉、车、刨、磨等机械加工，在加工过程中要尽量避免胶层受到冲击力和剥离力。&&& (9)拆胶方法&&& 在粘接之后有时因质量不合格或位置错动应当重粘，或经过一段使用时间之后进行维修，都需要将被粘接件拆开，也就是解粘。了解如何拆胶，应该说是很有用的。拆胶可用的方法有温度法、溶解法、力矩法、冲击法，比较实用的为温度法和溶解法。如果将几种方法联合交替使用，拆胶效率更高。
资讯来源:国家建材工业职业技能鉴定指导中心
相关链接：
免责声明：本网部分文章、图片来自互联网,如有涉及或侵犯您的有关权益，请及时联系我们予以删除，感谢您的合作!
网站联系人：于小姐 电话：。
版权声明：
凡注明“来源：中国玻璃钢综合信息网”的作品，版权属于中国玻璃钢综合信息网所有，未经授权，任何媒体和个人不得转载、链接、转贴或以其它方式使用；经本网授权的，在使用时必须注明“来源：中国玻璃钢综合信息网”。
　|　　|　　|　　|　　|　　|　
《中华人民共和国增值电信业务经营许可证》编号：鲁 B2-号　版权所有 中国玻璃钢综合信息网
电话： 2856
传真：　信箱：
Copyright &
CNFRP.NET All Rights Reserved
建议使用IE6浏览器,在屏幕分辨率下浏览本网站