結(jié)構(gòu)膠憑什么取代傳統(tǒng)焊接？上海念凱為您解答。

來(lái)源：發(fā)布時(shí)間：2022-09-23

出于對(duì)一些性能和經(jīng)濟(jì)因素的考慮，很多客戶都開(kāi)始轉(zhuǎn)為采用結(jié)構(gòu)膠黏劑來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械連接或焊接方法，這些因素包括重量和能量節(jié)約、勞動(dòng)成本縮減、美觀提升，以及復(fù)合材料和其他無(wú)法用傳統(tǒng)方法進(jìn)行粘接的材料的設(shè)計(jì)越來(lái)越多等。

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(jī)械緊固件。設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工程師已習(xí)慣使用這些方法，但現(xiàn)在他們遇到了挑戰(zhàn)，因?yàn)橐恍┬乱蛩氐某霈F(xiàn)使得這些方法存在的限制開(kāi)始顯露出來(lái)。出于對(duì)一些性能和經(jīng)濟(jì)因素的考慮，很多客戶都開(kāi)始轉(zhuǎn)為采用結(jié)構(gòu)膠黏劑來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械連接或焊接方法，這些因素包括重量和能量節(jié)約、勞動(dòng)成本縮減、美觀提升，以及復(fù)合材料和其他無(wú)法用傳統(tǒng)方法進(jìn)行粘接的材料的設(shè)計(jì)越來(lái)越多等。

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(jī)械緊固件。設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工程師已習(xí)慣使用這些方法，但現(xiàn)在他們遇到了挑戰(zhàn)，因?yàn)橐恍┬乱蛩氐某霈F(xiàn)使得這些方法存在的限制開(kāi)始顯露出來(lái)。有一個(gè)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(lái)減輕燃油消耗、能量損耗和產(chǎn)生的排放，這在以內(nèi)燃機(jī)或電池為能源的自供電機(jī)器和設(shè)備的制造行業(yè)中尤為突出。

要想達(dá)成這一目的，可以把由鋼鐵制造的相對(duì)較重的部件替換為較輕質(zhì)量的鋁、復(fù)合材料或塑料，并降低所用的機(jī)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(lái)了挑戰(zhàn)，因?yàn)楫愘|(zhì)材料、塑料和復(fù)合材料明顯無(wú)法進(jìn)行焊接；而輕薄的金屬片部件在集中放置穿過(guò)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(fù)荷或因金屬疲勞造成金屬變形或撕裂的情況下，會(huì)導(dǎo)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(guò)程中也可能會(huì)造成金屬損壞，例如焊接薄金屬片時(shí)可能會(huì)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(shí)施**終的修整前只需進(jìn)行比較低限度的表面處理即可。**終，膠黏劑可以被預(yù)先涂抹在總裝時(shí)無(wú)法進(jìn)行機(jī)械緊固的區(qū)域；而且還允許采用一些新穎的設(shè)計(jì)，以便于進(jìn)一步減少重量、成本和勞動(dòng)力。

膠黏劑經(jīng)過(guò)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(mén)和電梯等金屬板材、農(nóng)業(yè)設(shè)備、汽車、卡車和軌道護(hù)片附件等。要想成功轉(zhuǎn)換為采用膠黏劑，設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工程師必須考慮諸多因素，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(shù)脂膜，選擇多元。

雖然所有的膠黏劑都有各自的用途，但在動(dòng)態(tài)應(yīng)力環(huán)境（如抗沖擊和連續(xù)振動(dòng)時(shí)）下并不是所有結(jié)構(gòu)膠都適合對(duì)焊接/機(jī)械緊固件進(jìn)行替換。對(duì)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(xué)物質(zhì)能夠在粘接大型區(qū)域時(shí)可提供足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度（這里，我們將結(jié)構(gòu)強(qiáng)度定義為使用標(biāo)準(zhǔn)搭接剪切程序測(cè)定的超過(guò)1000 psi的搭接剪切強(qiáng)度）。
雙組分聚氨酯樹(shù)脂
經(jīng)過(guò)專門(mén)配制，一經(jīng)混合即可固化，而且通常情況下，即使粘接層較厚，也能夠在室溫下快速固化（不像單組分聚氨酯密封膠那樣，只有在接觸到空氣或基材水分時(shí)才能緩慢固化）。雙組分聚氨酯樹(shù)脂可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)固粘接，而且它具有很高的柔性，能夠在緊附基材時(shí)提供相對(duì)較高的抗沖擊性和剝離強(qiáng)度。但其模量通常較低，導(dǎo)致其耐熱性相對(duì)較差。此外，在頗具挑戰(zhàn)的環(huán)境條件下（如長(zhǎng)期暴露于水分/濕氣下），為了保持聚氨酯樹(shù)脂對(duì)金屬的粘接效果，可能需要對(duì)金屬噴涂底漆。

雙組分丙烯酸樹(shù)脂經(jīng)過(guò)專門(mén)配制，可在不噴涂底涂的情況下與金屬牢固地粘接在一起（有時(shí)連金屬的去污過(guò)程和防銹油的***過(guò)程都可以省去）。丙烯酸樹(shù)脂的耐高溫性能強(qiáng)于聚氨酯樹(shù)脂，但在低溫條件下通常會(huì)變得更脆，因而剝離強(qiáng)度和粘接力度都會(huì)降低。有些人希望通過(guò)改良配方來(lái)克服丙烯酸樹(shù)脂自身存在的限制，如加入彈性粒子和環(huán)氧樹(shù)脂等。因此，在溫度條件不是很極端的情況下，高性能的丙烯酸樹(shù)脂和丙烯酸混合物能夠滿足多種應(yīng)用需求，而且它們能快速固化并與塑料穩(wěn)固粘接，這些都是十分有用的特性。

結(jié)構(gòu)膠