黏接修复法

五、黏接修复法

利用热熔、溶剂、胶黏剂等方法将材料连接起来、或对断裂件、磨损件等进行修复的过程称为黏接。

黏接技术近年来发展迅速，广泛应用于机械、电子、石油、化工、航空等部门的设备维修。其工艺具有如下特点：①不受材质限制，可黏接金属、非金属，也可黏接异种材料；②不削弱基体的强度，不产生应力集中、耐疲劳性好，黏接的构件重量轻、平整美观；③黏接工艺所需温度不高，不会引起基体热变形及组织变化，不易产生裂纹，故而可修复铸铁件、有色金属、合金件、极薄件、微小件和细长件；④黏接工艺简单、易操作，所用设备简单，便于现场修复，修复成本低；⑤可赋予黏接面密封、绝缘、隔热、防腐、防振、导电等性能。黏接剂的缺点；①不耐高温，大多数黏接剂只能在150℃以下长期工作；②多数胶黏剂凝固后脆性较大、抗冲击性、抗剥离、抗老化性能差。

（一）胶黏剂分类及性能

常用的黏接方法有热熔黏接法、溶剂黏接法和胶黏剂黏接法。前两种方法主要用于塑料，而胶黏剂黏接法可以黏接各种材料，如金属与金属黏接、非金属与非金属黏接、金属与非金属黏接等。

胶黏剂分为有机胶黏剂和无机胶黏剂，有机胶黏剂又分为天然胶黏剂和合成胶黏剂。目前合成胶黏剂约占整个胶黏剂的80％。它种类繁多、组成各异，按其用途分为结构胶黏剂、非结构胶黏剂、特种胶黏剂和无机胶黏剂。

1.结构胶黏剂　该类胶黏剂具有较高的强度，黏接后能承受较大的负载，可用于较大零部件的修复。常用品种有：环氧树脂、聚氨酯、有机硅树脂、丙烯酸、酚醛—丁腈橡胶等。

2.非结构胶黏剂　该类胶黏剂不能承受较大载荷，一般用于受力较小零件的修复或作定位用。常用品种有动物胶、植物胶、苯酚甲醛、聚酰胺等。

3.特种胶黏剂　该类胶黏剂能满足某种特殊功能要求，如厌氧胶黏剂、吸油性胶黏剂、热熔胶黏剂、光敏胶黏剂、耐高温胶黏剂、导电胶黏剂、导磁胶黏剂、水中固化胶黏剂、瞬间胶黏剂等。

4.无机胶黏剂　无机胶黏剂主要由硅酸盐、磷酸盐、硼酸盐、金属氢氧化物等组成，具有较好的黏附性及较高的耐热性，机修中常用的有氧化铜—磷酸铝无机胶。无机胶黏剂的特点：适应的温度范围较广，可在－183～950℃使用；耐湿、耐油、耐辐射、不易老化；组成简单，使用方便，可室温固化，成本较低，耐酸、碱腐蚀性差，脆性大，不抗冲击。

（二）胶黏剂选用

选用胶黏剂应注意以下几个方面：

（1）了解黏接件的种类、性质、需要黏接的面积、线胀系数及表面状态等。

（2）了解黏接剂的黏度、黏接强度、使用温度、收缩率、线胀系数、耐蚀性、耐老化等性能。

（3）确定黏接的目的及用途　因为黏接兼具有连接、密封、定位、填充、防腐等多种功能，但各种胶黏剂大多是以某一方面的功能为突出，或黏接强度高或密封效果好或室温固化快等，因此要择优选取。若目的是连接，则选用黏接强度高的胶黏剂；若目的是密封，则选用密封胶；如需导电则选用导电胶。

（4）考虑黏接件的受力情况，选用胶黏剂。受力较大的黏接要选用结构胶黏剂；受力不大的场合用通用胶黏剂；长期受力的黏接件选用热固性胶黏剂，以防蠕变破坏；作用力频率小或静载荷，可选用刚性黏接剂，如环氧胶；作用力频率高或冲击载荷，选用韧性胶黏剂，如酚醛—丁腈胶、改性环氧胶；受力比较复杂的黏接件，选用由综合强度及性能好的弹性体和热固树脂组成的胶黏剂，如环氧—丁腈胶等。

（5）根据黏接件的使用环境和用途选用胶黏剂。常见的环境因素有温度、介质、辐射、户外老化等。耐高温、耐老化好的胶黏剂有有机硅、聚酰亚胺、酚醛—环氧、无机胶等，耐冷热循环工作条件的胶黏剂有：硅橡胶胶黏剂，环氧—酚醛胶，聚酰亚胺胶等；耐水耐湿热、抗老化性能好的胶黏剂有酚醛—丁腈胶，户外使用的胶黏剂，一般抗老化性能好。对于大型设备和热敏元件，须用室温固化胶黏剂；导电接头要用导电胶。

（6）综合分析黏接的工艺性和经济性。

（三）黏接工艺

（1）选用胶黏剂　根据修复工件的损坏程度、部位、材料性能、受载情况、工作环境等确定黏接方案，选用胶黏剂。

（2）黏接接头设计　黏接接头的力学特点是抗拉及抗剪强度高，抗弯曲、抗冲击及抗扯离强度低，抗剥离强度低。因此，应尽量使接头承受或大部分承受正拉力或剪切力，避免承受剥离力和扯离力。若无法避免，要采取局部加强或其他补救措施，如端部加宽、加固，端部包边或加铆加螺钉等。尽量增大黏接面积，以提高接头承载能力，如采用V形斜接、台阶对接、凹型对接等；对搭接头，宜宽不宜长。

（3）表面处理　表面处理的目的是获得清洁、干燥、粗糙且有一定活性的表面，以实现牢固的黏接。对普通工件，表面先用棉纱等擦拭，再用汽油等有机溶剂进行脱脂去油，然后进行除锈及氧化物处理，并使表面粗糙化（金属表面以Ra 3.2～12.5μm为宜），再用溶剂擦拭除油后即可进行黏接。如果要求黏接强度很高、耐久性好，或黏接铝、铜、不锈钢等，表面不经活化处理将影响黏接质量。因此，对这类黏接在进行完上述表面处理步骤之后，应接着进行表面活化处理。可用酸蚀法、阳极刻蚀法等，处理完毕后用清水冲洗并干燥。

（4）胶黏剂配制　对单液型液体胶在使用时应均匀；对多组分胶黏剂的配制，一定要严格按规定的条件、配方、配比及调制程序进行，配胶器皿须清洁干燥，否则将影响黏接质量。

（5）涂胶　预处理好的表面应立即涂胶，以防再次氧化。胶黏剂有多种形态，如粉状、薄膜、糊状及液状等，因此涂胶的方法也有所不同。如对热熔胶可用热熔胶枪；对粉状胶可进行喷撒；胶接面积大可用喷涂法；对液态、糊状及膏状胶可刷胶、注胶、喷胶、浸胶、刮胶等，其中以刷胶最为常用。涂胶时应特别注意要涂遍整个黏合面，且厚度均匀，中间可稍厚些，同时应注意涂胶时勿在胶中留有气泡，否则会形成应力集中而降低强度。胶层厚度在0.05～0.20mm为宜。

（6）晾置　对含溶剂的胶黏剂在涂胶以后必须晾置一定时间，以挥发溶剂，否则固化后胶层结构松散有气孔，从而削弱黏接强度。不同类型的胶黏剂，不同种类的溶剂，晾置的温度和时间也不同。如橡胶型胶黏剂在室温下晾置即可，酚醛—缩醛胶室温晾置后还要在60～70℃的温度下烘干，聚氨酯胶需晾置15min左右。

对无溶剂的胶黏剂在涂胶以后，虽可以立即进行胶合，但在室温下稍晾置为好，以利于排除空气、流匀胶层、增加黏性。晾置环境应湿度低、无尘埃、空气流通。但晾置切忌过度，以免失去黏性。将涂胶后经晾置的黏接表面，对正合拢，压实排除空气，实施胶接。

（7）固化　固化即通过一定作用使涂于黏接面上的胶黏剂变为固体，并具有一定强度。固化工艺三个重要的参数是温度、压力、时间。不同的胶黏剂固化条件各不相同。需加热固化的胶黏剂其温升和冷却应均匀缓慢，以减少应力及变形，对室温固化的胶黏剂若适当提高固化温度，可缩短固化时间提高黏接强度；固化时施加一定的压力有利于胶黏剂的扩散渗透和黏接面的紧密接触，并有利于排除气体，从而得到理想的黏接强度。

（8）加工　黏接件固化后，可通过机械加工或钳工修整达到使用要求。机械加工时应控制切削力和切削温度，钳工修整时严禁使用剥离力，以防黏合面开裂。

（四）黏接修复的应用

黏接技术在设备维修中应用日益广泛。如导轨镶嵌黏接塑料导轨板，不仅可以降低摩擦系数，有效地减少磨损，并对导轨有良好的保护作用；黏接各种刀具不仅能防止热变形，还可以节约大量焊接材料；修复磨损、裂纹、断裂；填堵铸件砂眼、孔洞，密封管路、接缝；用简单零件黏接组成复杂零件，以代替焊接、铆接等，不仅可以获得满意的效果，而且可缩短工期。黏接还能适用内腔遭受磨损却又无法焊补或形状结构很复杂的零件的修复。对医疗设备中的非金属零件、导管等在必要时也是一种快速而有效的方法。