膠粘修復(fù)技術(shù)是膠接與表面粘涂技術(shù)的簡稱。這種修復(fù)技術(shù)是用膠粘劑把各種材質(zhì)、形狀、大小、薄厚相同或不同的物件連接成為一個(gè)連續(xù)牢固整體的方法。    

被粘物表面特征

對于膠粘劑粘涂的零件,膠粘作用只出現(xiàn)在表面及其薄層,所以,零件表面性質(zhì)和表面特性對膠粘強(qiáng)度有較大的影響。不管選用何種類型的膠粘劑,了解表面特性及采取有針對性的處理方法非常重要。

(1)固體表面特性。固體表面層的性質(zhì)與其內(nèi)部(基體)都是不同的,其差別較為顯著。固體的表面層由吸附的氣體、水膜、氧化物、油脂、塵埃等組成,并不潔凈。

(2)固體表面的粗糙性。固體表面,整體上可能是光滑的,而在微觀上則是粗糙,凸凹不平的,兩固體表面的接觸,其接觸面積僅為表面積的1%。

(3)固體表面的高能性。固體表面能量高于內(nèi)部的能量。

(4)固體表面的吸附性。由于固體表面的能量高,常吸附一些雜物,即使是新制備的表面也難以保持清潔,充分顯示了固體表面的吸附性。

(5)固體表面的多孔性。固體表面布滿了許多孔隙,許多材料其基體就是多孔的,表面由于粗糙、氧化、腐蝕等會(huì)形成多孔的表面。

膠粘作用的形成

(1)浸潤。在一滴液體與固體表面接觸后,接觸面自動(dòng)增大的過程,即浸潤,它是液體與固體表面相互作用的結(jié)果。

(2)化學(xué)鍵理論認(rèn)為膠粘劑與被粘物在界面上產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),形成化學(xué)鍵結(jié)合把兩者牢固地連接起來,能獲得高強(qiáng)度的牢固粘接。

(3)擴(kuò)散理論認(rèn)為膠粘劑與被粘物分子間互相擴(kuò)散,使兩者之間的界面逐漸消失,并相互“交織”而牢固黏合。

(4)靜電理論認(rèn)為在膠粘劑與被粘物接觸的界面上產(chǎn)生雙電層,靜電的相互吸引而產(chǎn)生黏接力。

膠粘理論,雖不夠完善,并存在局限性,但對認(rèn)識與分析膠粘劑可提供一定的幫助。

膠粘技術(shù)的特點(diǎn)

(1)膠粘能連接各種不同類的材料。金屬與金屬、金屬與非金屬都可以相互膠接;各種材料的表面缺陷都能進(jìn)行表面粘涂。

(2)膠粘時(shí)零件不產(chǎn)生熱應(yīng)力與熱變形。

(3)膠粘能提高抗疲勞壽命。對結(jié)構(gòu)粘接承受載荷時(shí),由于應(yīng)力分布在整個(gè)膠合面上,能防止高度的應(yīng)力集中,尤其是薄板的連接,如采用鉚接或點(diǎn)焊,由于應(yīng)力集中在鉚釘或焊點(diǎn)上,可能出現(xiàn)疲勞破壞。所以在精密制造某些結(jié)構(gòu),如蜂窩結(jié)構(gòu)等都將鉚接改為膠接,其疲勞壽命可提高四倍甚至十倍。所以,現(xiàn)代高端制造業(yè)等的膠接技術(shù)已逐步地代替了鉚接。

(4)膠粘比鉚、焊及螺紋連接能減輕結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。

(5)膠粘比焊接、鉚接的強(qiáng)度要低,尤其是沖擊強(qiáng)度和剝離強(qiáng)度較低。

(6)工藝簡單,不需要專門和復(fù)雜的設(shè)備,可現(xiàn)場施工,生產(chǎn)效率較高,加工成本較低、經(jīng)濟(jì)效益顯著。

(7)膠粘與表面粘涂其使用溫度。有機(jī)膠粘劑一般在150’C左右,少數(shù)能達(dá)250℃以上,無機(jī)膠粘劑可達(dá)600~1700℃,但膠層較脆。

膠粘技術(shù)的發(fā)展

膠粘技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了較長的歷史,最早使用的膠粘劑,主要是天然高分子材料,如淀粉、骨膠、皮膠、松香、樹膠等。由于它們的膠粘強(qiáng)度不高,且耐水、耐高溫、耐老化、耐介質(zhì)性能亦差,因而在使用上受到了一定的限制。

近些年來,國內(nèi)外膠粘劑與膠粘技術(shù)的發(fā)展非常迅速,膠粘劑的品種不斷更新,膠粘劑的產(chǎn)量逐年增加,在性能上有很大的提高。

應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。隨著不同性能和功能的新型膠粘劑(如高強(qiáng)度、阻燃、高黏合性、耐高溫、耐高電壓、高耐磨性、快速固化和低應(yīng)力等)相繼研制成功以及膠粘工藝的不斷改進(jìn),使膠粘技術(shù)得到迅猛發(fā)展,已經(jīng)成為機(jī)械制造及特種修復(fù)技術(shù)中必不可少的技術(shù)。

膠粘技術(shù)在機(jī)械設(shè)備修復(fù)中的應(yīng)用

由于膠粘技術(shù)的優(yōu)良特點(diǎn),隨著膠粘劑及膠粘技術(shù)的發(fā)展,其應(yīng)用越來越廣泛,涵蓋機(jī)械制造,建筑工程、城市設(shè)施、工礦企業(yè)等領(lǐng)域,在此僅對膠粘技術(shù)在機(jī)械制造及再制造中的應(yīng)用進(jìn)行探討。

(1)零件斷裂的膠粘。機(jī)械設(shè)備的零件由于在使用中承受的載荷超過設(shè)計(jì)指標(biāo)或由于制造及使用不當(dāng),出現(xiàn)斷裂或裂紋是經(jīng)常出現(xiàn)的,傳統(tǒng)的工藝方法是采用焊接,而焊接給零件會(huì)帶來熱應(yīng)力與熱變形,尤其是薄壁件更有甚之。對一些有發(fā)生爆炸危險(xiǎn)的設(shè)備,如煤礦等井下機(jī)械設(shè)備,不能用焊接法進(jìn)行修復(fù),而采用膠粘法與表面粘涂法則非常安全、可靠。

(2)零件磨損及加工尺寸超差的修復(fù)。機(jī)械零件在使用中必然出現(xiàn)磨損,如液壓缸、導(dǎo)軌面、箱體軸承座孔、軸類零件配合面的磨損,各種軸孔零件加工時(shí)的尺寸超差等。傳統(tǒng)的修復(fù)工藝有堆焊法、熱噴涂等。這些方法除了必備專用設(shè)備外,其各種工藝都有一定優(yōu)點(diǎn)和局限性,如采用堆焊和熱噴涂工藝,除了工件表面會(huì)達(dá)到很高的溫度外,在有些情況下,無法堆焊與噴涂。采用表面粘涂技術(shù)恢復(fù)磨損表面的尺寸,簡單易行,既無熱影響,膠層厚度又不受限制。

(3)零件劃傷的修補(bǔ)。各種液壓設(shè)備的液壓缸及柱塞,機(jī)床導(dǎo)軌在使用中經(jīng)常會(huì)遇到的劃傷,這都能采用表面粘涂的方法進(jìn)行修補(bǔ)。目前對各種液壓設(shè)備,水壓設(shè)備及機(jī)床導(dǎo)軌劃傷的修復(fù),特別是對進(jìn)口設(shè)備的修復(fù),對劃傷表面的修補(bǔ),其效果非常明顯,已取得了較大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。

(4)鑄造缺陷的修補(bǔ)。鑄造缺陷,如氣孔、砂眼、縮松等,是鑄造行業(yè)導(dǎo)致鑄件報(bào)廢而帶來較大損失的一個(gè)問題。一般在鑄件中發(fā)現(xiàn)氣孔與砂眼一般采用回爐處理方法,而采用表面粘涂技術(shù)修補(bǔ)鑄造缺陷,既簡便易行,又省工、省時(shí),節(jié)約資金,其效果良好,而且修補(bǔ)部位可與各種鑄件保持基本一致的顏色與強(qiáng)度。

目前在液壓泵、水泵、發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、變速箱體、機(jī)床床身等鑄造行業(yè),廣泛使用奧可AKO1系列鑄造缺陷修補(bǔ)膠粘劑對氣孔、砂眼進(jìn)行填補(bǔ),可以取得明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

(5)設(shè)備及零件防腐。目前廣泛采用有機(jī)或無機(jī)防腐涂層是行之有效的防腐措施,對表面進(jìn)行防腐粘涂已廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代化工、煤化工、石油化工、等行業(yè)易受腐蝕部位的修復(fù)和預(yù)涂保護(hù)層。例如化工的管道、儲(chǔ)罐,船舶殼體及螺旋槳,水庫閘門等均可采用涂防護(hù)層的方法予以保護(hù)。

(6)膠粘劑的組成

在膠粘技術(shù)中,膠粘劑的性能及膠粘劑的選用是決定修復(fù)質(zhì)量好壞的關(guān)鍵因素之一,而膠粘劑的性能則決定于膠粘劑的組成。

目前在工業(yè)企業(yè)廣泛應(yīng)用的膠粘劑,為了獲得優(yōu)良的綜合性能或特殊的性能要求,一般都是采用多種組分優(yōu)化配成,通常膠粘劑的組成主要是由粘料(基料)、固化劑、促進(jìn)劑、偶聯(lián)劑、增韌劑、填料等組成。

應(yīng)用案例：

1. 膠粘劑修復(fù)反應(yīng)釜

2. 修復(fù)輸送帶

3. 修復(fù)球磨機(jī)膠籠架