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粘接技术的定义

粘接技术是借助胶粘剂在固体表面上所产生的粘合力，将同种或不同种材料牢固地连接在一起的方法。粘接的主要形式有两种:非结构型和结构型。

非结构粘接主要是指表面粘涂、密封和功能性粘接，典型的非结构胶包括表面粘接用胶粘剂、密封和导电胶粘剂等;而结构型粘接是将结构单元用胶粘剂牢固地固定在一起的粘接现象。其中所用的结构胶粘剂及其粘接点必须能传递结构应力，在设计范围内不影响其结构的完整性及对环境的适用性。

胶粘剂的功能

胶粘剂的主要功能是将被粘接材料连接在一起。粘接组件内的应力传递与传统的机械紧固相比，应力分布更均匀，而且粘接的组件结构比机械紧固(铆接、焊接、过盈连接和螺栓连接等方式)强度高、成本低、质量轻。如果薄壁件粘接物粘接到厚壁制品上，可充分发挥薄壁件的全部强度。而机械紧固和焊接结构的强度要受紧固件或焊点及其热感应区域的限制。

用胶粘剂粘接的组件外观平整光滑，功能特性不下降。这一点对结构型粘接尤为重要。如宇航工业中的结构件外观平整光滑度高，这样有利于减少阻力与摩擦，将摩擦升温降低到到最低程度。故直升机的旋翼片全部用胶粘剂组装。用胶粘剂粘接紧密配合的电子或电器元件也避免有凹凸点，从中获益丰厚。导航电器运用胶粘剂组装可得到平整而无结构干扰的外表面。由于粘接接头中应力分布十分均匀，可使被粘接物的强度和刚度全部得以体现，而且还可减轻质量，如宇航器采用胶粘剂组装消除了消极载荷，增大有效载荷，航程提高，运费降低。

胶粘剂可用于金属、塑料、橡胶、陶瓷、软木、玻璃、木材、纸张、纤维等各种材料之间的粘接。对不同材料的接头处于可变温度时，胶粘剂可发挥其独特的使用效能。柔性胶可调节被粘接物的热膨胀特性差别，并能防止刚性坚固体系在使用环境中造成破坏。如果粘接组件在较高温度中使用，柔性胶粘剂可在不同材料间进行适宜地移动和迁移，通过移动或迁移过程可有效调节不同质材料间的热膨胀差异，达到牢固粘接成一体的目的。故而汽车、飞机等窗户与金属框架粘接常用胶粘剂来完成。

密封实际上是一种连续粘接。这种粘接法很容易密封住粘接接头。防止产生破坏作用的液体和气体渗入。胶粘剂也可代替实心体或泡沫垫圈，用于齿轮箱壳体、阀罩、汽车部件和其他工业部件的密封。由于胶粘剂多以液体状态使用，也可作灌封胶，如线路板、电机、电气和电子组件常用密封灌封胶。

制品或零部件产生断裂或裂纹是常见的现象，常规的修复方法是采用焊接，然而焊接往往会使被修复物品产生热变形应力，尤其是薄壁件不宜采用这种焊接法。如果是难以焊接的材料(如钦合金)或在易发生爆炸的场合(如油罐、井下设备等)更不易采用焊接法修复，只能采用安全可靠的胶粘剂粘接法。

铸造缺陷(气孔、堵孔)一直是铸造行业经常出现的问题，修复这些带缺陷零部件常用的方法需要技术工人消耗大量的材料和时(Hi才能修好，不然就成为废品。利用专用填补胶进行修补既省力又省钱零部件磨损和尺寸超差或划伤现象约占机械零部件失效率的70以上。传统的方法是采用堆焊、热喷涂、电镀、电刷度等。焊接或热喷涂会使零部件表面达到很高的温度，造成零部件变形或形成微观裂纹。影响零部件的尺寸精度和正常使用。而电镀和电刷镀尽管没有热影响，但镀层厚度要求严格，应用受限制，而采用胶粘剂表面粘涂技术修复方法简单易行，既无热影响又不受涂层厚度的限制，且能保证零件的耐磨性。

 “滴、冒、渗”现象是工业部门，特别是化工行业经常出现的一种情况。

利用胶粘剂表面粘涂法堵漏十分安全方便、省时省力、质量可靠，有时在不影响生产的情况下，常压常温修复泄漏部位，达到重新密封的目的，尤其是石油、化工、制药、橡胶、食品等行业易燃、易爆场合的设备维修及不停车带压堵漏方面显示出其独特的优越性。

胶粘剂在汽车制造中的应用

伴随科学技术的不断进步和车辆现代化的迅速发展，胶粘剂胶接技术在车辆制造中的应用也越来越广泛。汽车(包括客货车、轿车、摩托车和其他交通工具)应用胶粘剂是为了工艺简单、性能可靠、经济高效。主要用于金属、塑料、织物、玻璃、橡胶等本身或相互之间的结构连接、固定和密封。

据统计，大约已有25种类型以上的胶粘剂可用于汽车的组装。每台典型的机动车辆的平均用胶量大约在9公斤；而一辆现代化机车年均使用橡胶一沥青胶粘剂约为250公斤，使用的酚醛、脉醛以及环氧等多种改性的热固性胶粘剂约为120公斤；使用乙烯基类胶粘剂约为30公斤；由此可见，胶粘剂在车辆制造中的应用处于于分重要的位置，应用范围一也在不断扩大，用量也在不断增加。

车辆用胶粘剂主要指的是汽车用胶粘剂，采用胶粘剂可以达到减轻重量、降低能耗、简化组装工序、提高制品质量、达到其它连接方法(如铆接和焊接等)所不能实现的效果。

汽车用胶粘剂大致可分为结构胶粘剂、非结构胶粘剂、密封胶、修复胶等。

结构胶粘剂是一种以热固性树脂、橡胶和聚合物合金为主的胶粘剂(如环氧、酚醛、不饱和聚酷及其改性树脂等胶粘剂)系列。此类胶粘剂可提供光滑的外形，能传递较大的机械载荷应力，避免在胶层间产生应力集中，从而可提高装配件的使用性能和耐久性。粘接技术是目前汽车行业低成本高效率的最佳组装方式，其中应用范围包括车辆传动机构、机动部件、车体、发动机等核心部件的粘接及组装。

近年来，为显著提高汽车的性能，在大中型卡车上，除动力性能、燃料消耗率基本性能之外，更重要的是，增加了乘车舒适感、行使操纵性等所谓的感觉性能。在变速器的换档操纵性能方面，往往要求更轻便、平滑、准确;而在现实中，随着发动机的高输出化，由于离合器、变速器的容量增加，变速器的操纵性能有恶化的倾向。

为此，以大幅度提高同步器容量为目标，采用多锥同步器的变速器进入了实用化。但是，多锥同步器使结构变得复杂，为了在使用条件过于苛刻的大中型卡车上得到应用，就有必要充分注意其可靠性。

对于同步器的作用，可分为同步、脱开、接合齿啮合的三个过程，在各个过程中，重要的是确保能够进行轻便、平滑操纵的性能以及包括这些性能的时效变化的耐久性。

 (1)同步:由圆锥的同步扭矩使被同步端的转速与同步端转速一致的过程。

(2)脱开:同步完成后，齿套一面脱开锁销或者同步环，一面前进的过程。

(3)接合齿啮合:脱开完成后，齿套离开成为一体的同步环和同步银，到齿套完成与接合齿啮合的过程。

各个过程的性能随同步器结构的种类、参数等而变化。为了得到所需要的性能，有必要去选择最佳的结构;为此，在乘用车、小型卡车及大中型卡车的高速档情况下，在同步负荷比较小的地方采用波格瓦纳型同步器(单锥同步器)，在大中型卡车的低速档的情况下，对于同步负荷比较大的地方，使用锁销式同步器成为主流。但是，为了进一步减轻同步操纵力，倾向于采用多锥同步器。

汽车同步器要长期浸泡在盛油的自动变速箱内，通过液压装置使同步器的各个锥环接合或断开达到变档的目的，而粘接在锥环内外表面上的碳纤维耐磨擦材料一制动带是汽车上的一个关键部位，要求可在180℃环境下长期使用，并可在230℃下瞬时使用，制动带的可靠性取决于碳纤维耐磨材料与锥环的粘接强度并关系到汽车运行的安全可靠性。同步器在运转时存在强大的圆锥同步扭矩以及苛刻的温度环境均要求用于粘接制动带的胶粘剂必须是耐高温结构胶粘剂。

耐高温结构胶粘剂现状及发展

结构胶粘剂就是用于承力结构胶接的胶粘剂，它能够传递较大的静态和动态载荷，并在使用环境中可以长期可靠地工作结构胶粘剂的发展己有半个多世纪的历史，航空航天工业一直是推动现代胶接技术和结构胶粘剂发展的主要动力，结构胶粘剂也是伴随着航空航天高新技术的发展而发展的。

耐高温结构胶粘剂具有较高的机械强度，较好的耐疲劳，耐老化等综合性能，任何一种先进的飞行器和宇航器的制造都离不开它。在航天方面如在卫星的舱口、口盖、运载火箭的卫星整流罩等结构件的胶接中，整流罩在火箭的起飞和飞行过程中承受很大的过载，制造这类结构件时必须采用胶接强度大而耐高温的结构胶粘剂，黑龙江石化院生产的SJ-2胶就是航天器上应用的耐高温结构胶粘剂。

结构胶粘剂的种类很多，主要种类有:板金胶(板一板结构)、蜂窝面板胶(板一芯胶)、底胶、蜂窝夹芯胶、发泡胶等等。

国内耐高温结构胶粘剂的现状

国内飞行器上采用胶粘剂的胶接面积不大，胶接部位小，如歼八机上使用SY-14胶粘剂胶接7.5m的蜂窝夹芯结构，直九机尾翼、平尾、垂尾、方向舵等采用J-89.J-99胶粘剂共90m的胶接结构。

国内结构胶粘剂的研制单位主要有北京航空材料研究院、上海橡胶制品所和黑龙江省科学院石油化学研究分院。

北京航材院耐高温结构胶粘剂以SY-14为代表:上海橡胶制品所耐高温结构胶粘剂有Jx-lo;黑龙江省石化院经过四十多年的研究工作，耐高温结构胶粘剂品种较多，尤其是在新型号中应用较多，典型代表有:J-01，J-15，J-23-1，J-30，SJ-2，J-98，J-99，J-116等。国内以环氧为主体的结构胶粘剂主要性能及应用见表1-2

表1-2 国内高温固化环氧基结构胶粘剂主要性能

国外耐高温结构胶粘剂现状

国外结构胶粘剂应用的特点是在飞行器上采用的胶接部位比较多，胶接面积大，如B-58飞机的机身、机翼、操作面、整流罩等部位，其胶接面积高达全机的80%表面积，Boeing747的胶接面积为3000余m2国外胶粘剂的生产厂家很多，主要有Ciba Geigy公司、3M公司、Dexter公司、Cyanamid公司等，主要高温结构胶粘剂产品性能见表1-3

表1-3 国外高温固化结构胶粘剂主要性能

通过国内外同类产品性能的对比说明，我国的高温结构胶粘剂技术水平已经达到了现行国外同类胶粘剂的技术水平，性能稳定，质量可靠。

高温结构胶粘剂的发展趋势

优良的耐高温结构胶粘剂是21世纪制造业不可缺少的重要材料，在近30年的时间里，我国的耐高温结构胶粘剂的研制与应用有了了长足发展，基本上实现了配套化，但在耐温性方面的研究还有待于进一步提高。今后的研究方向是向高强度、高韧性、高耐久性、耐高温和功能化等方面发展，主要着重于以下三个方面:

(1)进一步提高耐热性、韧性

(2)研究开发用于隐身结构、消音结构、阻尼结构的胶粘剂

(3)进一步增加品种，并实现良好的配套化。