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结构胶凭什么取代传统焊接?

作者:admin 发布日期:2020-07-15 关注次数: 二维码分享

出于对一些性能和经济因素的考虑,很多客户都开始转为采用结构胶黏剂来代替传统的机械连接或焊接方法,这些因素包括重量和能量节约、劳动成本缩减、美观提升,以及复合材料和其他无法用传统方法进行粘接的材料的设计越来越多等。呼市结构胶企业带大家一起来看一下结构胶凭什么取代传统焊接?


传统的组件连接方法包括焊接、铆接,以及使用螺母螺栓和其他机械紧固件。设计和生产工程师已习惯使用这些方法,但现在他们遇到了挑战,因为一些新因素的出现使得这些方法存在的限制开始显露出来。


有一个因素在很多行业中都起到了关键性作用,即需要降低重量来减轻燃油消耗、能量损耗和产生的排放,这在以内燃机或电池为能源的自供电机器和设备的制造行业中尤为突出。要想达成这一目的,可以把由钢铁制造的相对较重的部件替换为较轻质量的铝、复合材料或塑料,并降低所用的机械紧固件的数量,或者使用更加轻薄的金属片。


这些改变给传统的连接方法带来了挑战,因为异质材料、塑料和复合材料明显无法进行焊接;而轻薄的金属片部件在集中放置穿过部件的紧固件(铆钉、螺栓)的位置又容易发生变形或撕裂。在重负荷或因金属疲劳造成金属变形或撕裂的情况下,会导致部件可靠性和寿命下降,或造成紧固件之间出现间隙。


在传统的组装过程中也可能会造成金属损坏,例如焊接薄金属片时可能会造成热变形或烧穿。而采用胶接接合面则能确保表面干净清洁,这样在实施的修整前只需进行低限度的表面处理即可。胶黏剂可以被预先涂抹在总装时无法进行机械紧固的区域;而且还允许采用一些新颖的设计,以便于进一步减少重量、成本和劳动力。


结构胶的应用


胶黏剂经过不断发展,现可在众多应用中替代传统的连接方法,适用于装配门和电梯等金属板材、农业设备、汽车、卡车和轨道护片附件等。要想成功转换为采用胶黏剂,设计和生产工程师须考虑诸多因素,具体如下:


胶黏剂的选择


市面上有各种结构型胶黏剂产品可供选择。从氰基丙烯酸酯“快干”胶黏剂到单组分(热固化)环氧树脂膜,选择多元。虽然所有的胶黏剂都有各自的用途,但在动态应力环境(如抗冲击和连续振动时)下并不是所有结构胶都适合对焊接/机械紧固件进行替换。对于这些要求较高的应用,只有少数胶黏剂产品能够适用。主要有三种化学物质能够在粘接大型区域时可提供足够的结构强度(这里,我们将结构强度定义为使用标准搭接剪切程序测定的超过1000 psi的搭接剪切强度)。


胶接接合面的设计


结构型胶黏剂在剪切和拉伸过程中(尤其是压缩时)的强度是较高,在剥离和劈裂时强度较弱,因为此时所有粘接力都集中在分离部分的前缘。因而,有必要设计一种接头,让剪切和拉伸力(而非剥离和分裂力)占主要地位。


粘接部分也须干净清洁。如果表面覆有一层弱束缚材料(无论是氧化锈、油渍,还是灰尘),那么胶黏剂通常无法接触到金属本体,从而导致粘接失败。可以让胶黏剂与特定表面(如钢的磨鳞面)牢固粘接,然后用它来去除底层金属表面的杂物。因此,要在粘接前去除污垢和弱束缚表面层,在此过程中,通常使用溶剂型脱脂剂去污,或者使用磨损法去锈。


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