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装备制造
弹性粘接技术的应用研究
发布时间:2015/9/4 22:34:33    作者:未知    来源:本站原创    浏览次数:0
随着新材料、新技术的广泛应用和发展,目前,无论是普通客车制造业还是地铁车辆、航空制造领域,伴随着轻量化装配部件(玻璃钢材料、镁肽合金材料、铝蜂窝材料等)的大量应用,聚氨酯弹性体粘接剂材料也在制造工业这个大舞台上占据了重要的地位。
1.弹性粘接的定义、粘接剂的分类和固化机理
a.弹性粘接的定义
弹性粘接就是利用弹性粘接胶把基材粘在一起的连接方式。(粘接胶可以通过变形吸收应力,而且使应力在粘接面上均匀分配)
b.弹性粘接剂的分类
目前使用的弹性粘接剂主要分为两类:单组分聚氨酯弹性粘接剂和双组分聚氨酯弹性粘接剂.
c.弹性粘接剂的固化机理
单组分聚氨酯弹性粘接剂:单组分聚氨酯弹性粘接剂和空气中的水蒸气发生反应形成聚合物。其反应过程为多元醇类物质(HO-R1-OH)和异氰酸酯类物质(O=C=N-R3-N=C=O)反应,生成预聚体,该预聚体通过吸收空气内的水分进行固化反应。单组分聚氨酯弹性粘接剂在使用过程中可以使用与粘接剂配套的催化剂,其固化速度约为不使用催化剂的1.5倍左右。使用催化剂的固化方式为蜂窝式固化,而不使用催化剂时是由外向内层式固化,如果粘接剂的量使用不当的话,其芯部不能完全固化。
双组分聚氨酯弹性粘接剂:双组分聚氨酯弹性粘接剂A和B按一定比例混合后,在一定的温度环境下发生反应形成聚合物。
2.聚氨酯弹性体粘接和传统的连接方式的优点和缺点
2.1弹性粘接的优点
a.弹性粘接应力均匀。
利用ANSYS分别对同一物理模型在焊接、铆接和弹性粘结三种连接方式下进行应力分析,相同载荷条件下三种连接方式应力分布图如下图所示。从图1、图2、图3中可以看出,焊接和铆接均存在应力集中现象,当该结构受到外力作用时, 就可能首先在该处破坏, 进而发展为整个结构的破坏。而粘接受力均匀成线性分布, 单点处的强度可能不如焊接、铆接, 但就整个结构的强度来讲, 并不弱于焊接、铆接。
b.可以把不同的材料结合在一起,使设计风格自由,而且连接过程中基材不会变形或受到伤害。
通常由于不同材质的金属接触连接时,会发生电化学反应,对被连接工件造成电腐蚀,减少了工件的使用寿命。而弹性粘接就完全避免了对工件造成损伤,保证了工件的使用寿命。
c.有助于车辆的轻量化和隔音降噪。
由于聚氨酯粘结剂具有柔性的分子链, 胶体固化后极具弹性和耐振动性,同时也具有优异的耐疲劳性和耐低温性能, 因而粘接结构对振动和噪声有明显的阻尼作用。如地铁车辆的侧窗玻璃粘接和部分罩板的粘接, 都有效地减少了车身的振动和噪声, 同时提高了车身的密封性能和舒适性。
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