粘接技术在农机维修上的应用

    曹飞

    摘?要：胶粘剂粘接技术的应用极为广泛，可以取代了传统的接、铆接技术，具有着极佳的修理性能。介绍了农机维修上常用的胶粘剂，并详细阐述了用环氧树脂胶粘剂修补柴油机体裂纹的工艺。

    关键词：粘接技术;农机维修;应用

    中图分类号：S232.8?文献标识码：A

    doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.11.036

    0?引言

    隨着科技的进步和高分子工业的迅速发展，各种类型的胶粘剂被陆续研制出来。粘接技术用胶粘剂将两个物体连接起来，这种连接方式是通过面积贴合胶粘连接的，从而提高结构的抗疲劳性能，得到广泛的应用。粘接技术已经完全融入到现代生活与工业中，粘接技术在航天航空、电子电器、汽车工业、机械工业、建筑、农机维修等领域都有广泛的应用。如用胶粘剂粘合制动片，代替铆钉连接，耐用、安全可靠，使用寿命提高3倍以上。在农机维修领域用胶粘剂快速修复机体裂纹、油箱、水箱、轮胎等，作为农机维修人员有必要了解这项技术，并将该项技术应用于农机修理中。

    1?胶粘剂的分类与特点

    将相同的材料和不相同的材料粘接起来的物质，即为胶粘剂。农机维修上常用的胶粘剂有合成树脂胶粘剂和无机胶粘剂两种。

    1.1?合成树脂胶粘剂

    合成树脂胶粘剂是一种可塑成型的化学物质，是以合成树脂为基础，添加某些必要的填料和配合剂。常用的环氧胶粘剂就是以环氧树脂作为基体，加入增塑剂、稀释剂、硬化剂（固化剂）和各种填料配制而成的。环氧树脂作为胶料，它是由环氧氯丙烷与双酚基丙烷在苛性钠溶液中缩合而成，无毒、无味，能溶于丙酮和酒精中。在常温下呈胶稠状，加热到50 ℃以上，则软化成流体。

    （1）硬化剂。能使环氧树脂在一定温度和条件下硬化为固体。硬化剂的种类很多，常用的有：乙二胺、三乙烯四胺、间苯二胺等。硬化剂的用量必须按配方要求严格控制，否则会对胶粘剂的力学性能产生很大影响，尤其是导致抗剪强度的降低。

    （2）增塑剂。能促进和提高环氧树脂胶粘剂的塑性和弹性，提高抗冲击强度和抗弯强度。但增塑剂的加入量不能过多，一般用量为树脂加入量的5%～20%，加入过量将使胶粘剂的机械强度下降。常用的增塑剂有磷苯二甲酸二辛酯、磷苯二甲酸二丁酯和磷酸三辛酯等。

    （3）稀释剂。是为了降低胶粘剂的黏度，便于胶粘剂向粘结表面侵润、扩散和吸附，改善结合条件，提高粘结力，增加体积容量和填料含量，能降低成本，便于操作。常用的稀释剂有参加固化反应的活性稀释剂和不参加固化反应的非活性稀释剂（如丙酮、二甲苯和甲苯等）。

    （4）填料。是为了改善环氧树脂胶粘剂的力学性能、物理性能，如机械强度、热膨胀系数、收缩率、导热性和耐热性等。填充什么样的填料，要以对胶粘剂的要求而定。填料的用量以控制胶粘剂到一定的黏度，保证填料湿润，达到粘结性最佳化。

    1.2?无机胶粘剂

    由于环氧树脂胶粘剂较脆、耐热性差，故不适用于对受冲击负荷及高于80 ℃温度以上工作的机件进行修复。对于长期在高温下工作的机件（如汽缸盖），可采用无机胶粘剂修补。无机胶粘剂能耐700～800 ℃高温，具有较高的热稳定性和在固化前流动性好的特点，并且有成本低、操作方便和在常温下即可操作等优点。

    无机胶粘剂的主要成分是正磷酸、氧化铜和氢氧化铝，故也称为磷酸—氧化铜无机胶粘剂。要求正磷酸的质量分数不低于85%，杂质的质量分数不超过0.2%。氢氧化铝含水的质量分数为32%～35%，杂质的质量分数不超过0.025%。

    2?粘接技术工艺流程

    （1）清洗和检查。将待修复零件用棉纱擦拭或柴油、汽油清洗干净，确定粘补方案。

    （2）选用胶粘剂。胶粘剂的品种繁多，要根据粘接材料的类型、被粘接部位的受力情况、工作温度和所接触介质情况、允许的胶接工艺条件等选择合适的胶粘剂。

    （3）胶接面准备。常用的有三种处理方法，机械处理、除油处理、化学处理。一般件只进行机械处理、除油处理就可以，对于胶接强度要求高的重要零件如轴瓦、活塞等，需进行化学处理，以得到良好的粘附表面。化学处理后，应随之用水反复冲洗和烘干，保存在干燥清洁的场所，并尽快涂胶。

    （4）调胶。对于单组分的成品胶粘剂，不须调制即可直接使用。含有溶剂和重质填料胶，使用前应搅拌均匀。如黏度过大，可加溶剂稀释。对于多组分的成品胶粘剂，按规定的配对称量或挤出定量包装的部分，置于干净的调胶盘内充分搅拌均匀。这类胶一般使用期短，应随配随用，每次配胶不宜太多，并及时涂胶。对于自行配制的胶粘剂，除将各组分按规定配比称量外，还应按一定的顺序调制。调制时搅拌要均匀，并避免混入空气，造成气泡。

    （5）涂胶方式。根据胶粘剂的稀稠状态和涂胶面的大小及形状，采用下述相应的方法涂覆。①对于低黏度的胶粘剂，用于形状复杂大面积的粘接件时，可用毛刷或扁毛笔刷涂。②对于黏稠的糊状胶粘剂，用于破裂、砂眼缺陷修复时，可用刮板或自制涂抹工具刮抹。③对于固体的胶棒和胶膜，通常采用热溶法将工件加热至规定温度进行涂抹或贴合。

    （6）涂胶工艺要点。①胶层要均匀，完全浸润粘接面，不得有缺胶和气孔。②对于粘合接头的胶层厚度控制在0.05～0.15 mm。③对于含有溶剂的胶粘剂，应分几次涂胶。每次涂胶后需充分晾置，以使溶剂挥发。对于常温固化胶，应在胶初凝前结束操作。④对于要求预温的胶粘剂，涂胶前按规定温度加热，然后涂胶。

    （7）固化。粘接件涂胶后，按胶粘剂要求的温度、时间和压力进行固化。对于需高温加热固化的工件，在室温预固化1 h，再在电热干燥箱内缓慢加热，以免接头产生过大内应力。对于一般工件，可用红外线灯、电炉或电阻加热器、高电阻丝等方法加热固化，但忌用明火直接烘烤胶层。

    （8）清理及加工。在胶未完全固化前，将胶接件表面残留多余的胶粘剂用蘸有溶剂的脱脂棉拭除。胶层固化后，根据胶接要求，对胶层进行机械加工。用量不宜太大，锉削加工方向由胶层中间往两边，以防引起胶层剥离。

    3?粘接技术在农机修理上的应用实例

    3.1?用环氧树脂胶粘剂修补柴油机体裂纹

    （1）准备工作。在裂缝两端顶点各钻一止裂孔，用凿子沿裂缝开好60°的坡口，坡口底部剩余材料的厚度应不少于1.5 mm，并在坡口边上约20～30 mm的宽度内，将铸铁表皮劈掉，使之露出内部新的金属。为了提高粘结强度，可用钳工锉处理使表面粗糙度增加。然后用干净布蘸丙酮彻底擦洗修补位置，注意丙酮清洗后会很快生锈，应及时修补。为了改善粘结效果，机件应预热到50～60 ℃，并将裂纹所在平面呈水平放置。

    （2）调配胶粘剂。根据不同的粘结要求，可根据胶粘剂特点自行选择。下面仅介绍用于裂纹修补的一种环氧树脂胶粘剂，环氧树脂610占70%（胶粘剂）、磷苯二甲酸二丁酯占15%（增塑剂）、间苯二胺占15%（固化剂），玻璃纤维长度约20～30 μm适量填充之。

    调配胶粘剂的顺序为：先把环氧树脂置于调配的容器中，加入增塑剂、稀释剂、固化剂，最后加入填料。每种成分加入后必须充分搅拌均匀，若气温较低时，可将调配容器隔水加热到30～40 ℃，以增加胶粘剂的流动性。

    （3）操作工艺。先将止裂孔以玻璃丝团配合环氧树脂胶粘剂塞紧，然后在整个裂纹表面涂上一层厚度为0.1 mm的胶粘剂。在调配胶粘剂的容器中，加入适量的玻璃纤维拌匀，且填平坡道，而后在坡道上方盖一层玻璃丝布，再涂一层胶粘剂，如此层层相间，约需2～3层。用间苯二胺做固化剂时，需缓慢升温，在65 ℃左右保温12 h才能固化。温度提高到120～150 ℃时，固化时间可缩短到4 h。对于机件的受力部位，为提高粘结强度，增加粘结面积，可用点焊或螺钉固定附加钢板。此法也可以用于修理破损和孔洞。

    （4）注意事项。为了保证粘结强度一定要保持清洁，不得有油污和铁锈等。填料要充分烘干，否则会在胶粘剂中产生气泡，影响粘接质量。加入固化剂后很易固化，为此应该随用随配。而胺类固化剂等均有毒，间苯二胺毒性较强，操作时应戴防毒口罩和手套。

    3.2?柴油机机体捣洞或水道壁冻裂的修复

    （1）用扁铲、锉刀修整破孔。將裂纹两端钻出 3 mm止裂孔，沿裂纹在水道壁面上开出V形坡口。打磨破孔及裂纹周围，除去污垢，直至露出金属光泽。用丙酮彻底清洗。

    （2）用常温固化环氧型胶，涂敷破孔侧壁并粘贴三层玻璃纤维布，待稍固化，用同种胶加入40%铁粉填补破孔至与壁厚平齐。用同样胶涂敷裂纹，并两面粘贴1～2层玻璃纤维布。

    参考文献：

    [1] 吴晓菲. 装载机发动机缸体裂纹粘接修复技术[J]. 金属加工（热加工）， 2014（22）：59-61.

    [2]?黄文虎，郑光启，蔡承万.轮船发动机汽缸裂纹粘接修复技术[A]. 中国环氧树脂应用技术学会.第十一次全国环氧树脂应用技术学术交流会论文集[C].中国环氧树脂应用技术学会：中国环氧树脂应用技术学会，2005：2.

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