粘接技術在農機維修上的應用

曹飛

摘?要：膠粘劑粘接技術的應用極為廣泛，可以取代了傳統的接、鉚接技術，具有著極佳的修理性能。介紹了農機維修上常用的膠粘劑，并詳細闡述了用環氧樹脂膠粘劑修補柴油機體裂紋的工藝。

關鍵詞：粘接技術;農機維修;應用

中圖分類號：S232.8?文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.11.036

0?引言

隨著科技的進步和高分子工業的迅速發展，各種類型的膠粘劑被陸續研制出來。粘接技術用膠粘劑將兩個物體連接起來，這種連接方式是通過面積貼合膠粘連接的，從而提高結構的抗疲勞性能，得到廣泛的應用。粘接技術已經完全融入到現代生活與工業中，粘接技術在航天航空、電子電器、汽車工業、機械工業、建筑、農機維修等領域都有廣泛的應用。如用膠粘劑粘合制動片，代替鉚釘連接，耐用、安全可靠，使用壽命提高3倍以上。在農機維修領域用膠粘劑快速修復機體裂紋、油箱、水箱、輪胎等，作為農機維修人員有必要了解這項技術，并將該項技術應用于農機修理中。

1?膠粘劑的分類與特點

將相同的材料和不相同的材料粘接起來的物質，即為膠粘劑。農機維修上常用的膠粘劑有合成樹脂膠粘劑和無機膠粘劑兩種。

1.1?合成樹脂膠粘劑

合成樹脂膠粘劑是一種可塑成型的化學物質，是以合成樹脂為基礎，添加某些必要的填料和配合劑。常用的環氧膠粘劑就是以環氧樹脂作為基體，加入增塑劑、稀釋劑、硬化劑（固化劑）和各種填料配制而成的。環氧樹脂作為膠料，它是由環氧氯丙烷與雙酚基丙烷在苛性鈉溶液中縮合而成，無毒、無味，能溶于丙酮和酒精中。在常溫下呈膠稠狀，加熱到50 ℃以上，則軟化成流體。

（1）硬化劑。能使環氧樹脂在一定溫度和條件下硬化為固體。硬化劑的種類很多，常用的有：乙二胺、三乙烯四胺、間苯二胺等。硬化劑的用量必須按配方要求嚴格控制，否則會對膠粘劑的力學性能產生很大影響，尤其是導致抗剪強度的降低。

（2）增塑劑。能促進和提高環氧樹脂膠粘劑的塑性和彈性，提高抗沖擊強度和抗彎強度。但增塑劑的加入量不能過多，一般用量為樹脂加入量的5%～20%，加入過量將使膠粘劑的機械強度下降。常用的增塑劑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）稀釋劑。是為了降低膠粘劑的黏度，便于膠粘劑向粘結表面侵潤、擴散和吸附，改善結合條件，提高粘結力，增加體積容量和填料含量，能降低成本，便于操作。常用的稀釋劑有參加固化反應的活性稀釋劑和不參加固化反應的非活性稀釋劑（如丙酮、二甲苯和甲苯等）。

（4）填料。是為了改善環氧樹脂膠粘劑的力學性能、物理性能，如機械強度、熱膨脹系數、收縮率、導熱性和耐熱性等。填充什么樣的填料，要以對膠粘劑的要求而定。填料的用量以控制膠粘劑到一定的黏度，保證填料濕潤，達到粘結性最佳化。

1.2?無機膠粘劑

由于環氧樹脂膠粘劑較脆、耐熱性差，故不適用于對受沖擊負荷及高于80 ℃溫度以上工作的機件進行修復。對于長期在高溫下工作的機件（如汽缸蓋），可采用無機膠粘劑修補。無機膠粘劑能耐700～800 ℃高溫，具有較高的熱穩定性和在固化前流動性好的特點，并且有成本低、操作方便和在常溫下即可操作等優點。

無機膠粘劑的主要成分是正磷酸、氧化銅和氫氧化鋁，故也稱為磷酸—氧化銅無機膠粘劑。要求正磷酸的質量分數不低于85%，雜質的質量分數不超過0.2%。氫氧化鋁含水的質量分數為32%～35%，雜質的質量分數不超過0.025%。

2?粘接技術工藝流程

（1）清洗和檢查。將待修復零件用棉紗擦拭或柴油、汽油清洗干凈，確定粘補方案。

（2）選用膠粘劑。膠粘劑的品種繁多，要根據粘接材料的類型、被粘接部位的受力情況、工作溫度和所接觸介質情況、允許的膠接工藝條件等選擇合適的膠粘劑。

（3）膠接面準備。常用的有三種處理方法，機械處理、除油處理、化學處理。一般件只進行機械處理、除油處理就可以，對于膠接強度要求高的重要零件如軸瓦、活塞等，需進行化學處理，以得到良好的粘附表面。化學處理后，應隨之用水反復沖洗和烘干，保存在干燥清潔的場所，并盡快涂膠。

（4）調膠。對于單組分的成品膠粘劑，不須調制即可直接使用。含有溶劑和重質填料膠，使用前應攪拌均勻。如黏度過大，可加溶劑稀釋。對于多組分的成品膠粘劑，按規定的配對稱量或擠出定量包裝的部分，置于干凈的調膠盤內充分攪拌均勻。這類膠一般使用期短，應隨配隨用，每次配膠不宜太多，并及時涂膠。對于自行配制的膠粘劑，除將各組分按規定配比稱量外，還應按一定的順序調制。調制時攪拌要均勻，并避免混入空氣，造成氣泡。

（5）涂膠方式。根據膠粘劑的稀稠狀態和涂膠面的大小及形狀，采用下述相應的方法涂覆。①對于低黏度的膠粘劑，用于形狀復雜大面積的粘接件時，可用毛刷或扁毛筆刷涂。②對于黏稠的糊狀膠粘劑，用于破裂、砂眼缺陷修復時，可用刮板或自制涂抹工具刮抹。③對于固體的膠棒和膠膜，通常采用熱溶法將工件加熱至規定溫度進行涂抹或貼合。

（6）涂膠工藝要點。①膠層要均勻，完全浸潤粘接面，不得有缺膠和氣孔。②對于粘合接頭的膠層厚度控制在0.05～0.15 mm。③對于含有溶劑的膠粘劑，應分幾次涂膠。每次涂膠后需充分晾置，以使溶劑揮發。對于常溫固化膠，應在膠初凝前結束操作。④對于要求預溫的膠粘劑，涂膠前按規定溫度加熱，然后涂膠。

（7）固化。粘接件涂膠后，按膠粘劑要求的溫度、時間和壓力進行固化。對于需高溫加熱固化的工件，在室溫預固化1 h，再在電熱干燥箱內緩慢加熱，以免接頭產生過大內應力。對于一般工件，可用紅外線燈、電爐或電阻加熱器、高電阻絲等方法加熱固化，但忌用明火直接烘烤膠層。

（8）清理及加工。在膠未完全固化前，將膠接件表面殘留多余的膠粘劑用蘸有溶劑的脫脂棉拭除。膠層固化后，根據膠接要求，對膠層進行機械加工。用量不宜太大，銼削加工方向由膠層中間往兩邊，以防引起膠層剝離。

3?粘接技術在農機修理上的應用實例

3.1?用環氧樹脂膠粘劑修補柴油機體裂紋

（1）準備工作。在裂縫兩端頂點各鉆一止裂孔，用鑿子沿裂縫開好60°的坡口，坡口底部剩余材料的厚度應不少于1.5 mm，并在坡口邊上約20～30 mm的寬度內，將鑄鐵表皮劈掉，使之露出內部新的金屬。為了提高粘結強度，可用鉗工銼處理使表面粗糙度增加。然后用干凈布蘸丙酮徹底擦洗修補位置，注意丙酮清洗后會很快生銹，應及時修補。為了改善粘結效果，機件應預熱到50～60 ℃，并將裂紋所在平面呈水平放置。

（2）調配膠粘劑。根據不同的粘結要求，可根據膠粘劑特點自行選擇。下面僅介紹用于裂紋修補的一種環氧樹脂膠粘劑，環氧樹脂610占70%（膠粘劑）、磷苯二甲酸二丁酯占15%（增塑劑）、間苯二胺占15%（固化劑），玻璃纖維長度約20～30 μm適量填充之。

調配膠粘劑的順序為：先把環氧樹脂置于調配的容器中，加入增塑劑、稀釋劑、固化劑，最后加入填料。每種成分加入后必須充分攪拌均勻，若氣溫較低時，可將調配容器隔水加熱到30～40 ℃，以增加膠粘劑的流動性。

（3）操作工藝。先將止裂孔以玻璃絲團配合環氧樹脂膠粘劑塞緊，然后在整個裂紋表面涂上一層厚度為0.1 mm的膠粘劑。在調配膠粘劑的容器中，加入適量的玻璃纖維拌勻，且填平坡道，而后在坡道上方蓋一層玻璃絲布，再涂一層膠粘劑，如此層層相間，約需2～3層。用間苯二胺做固化劑時，需緩慢升溫，在65 ℃左右保溫12 h才能固化。溫度提高到120～150 ℃時，固化時間可縮短到4 h。對于機件的受力部位，為提高粘結強度，增加粘結面積，可用點焊或螺釘固定附加鋼板。此法也可以用于修理破損和孔洞。

（4）注意事項。為了保證粘結強度一定要保持清潔，不得有油污和鐵銹等。填料要充分烘干，否則會在膠粘劑中產生氣泡，影響粘接質量。加入固化劑后很易固化，為此應該隨用隨配。而胺類固化劑等均有毒，間苯二胺毒性較強，操作時應戴防毒口罩和手套。

3.2?柴油機機體搗洞或水道壁凍裂的修復

（1）用扁鏟、銼刀修整破孔。將裂紋兩端鉆出 3 mm止裂孔，沿裂紋在水道壁面上開出V形坡口。打磨破孔及裂紋周圍，除去污垢，直至露出金屬光澤。用丙酮徹底清洗。

（2）用常溫固化環氧型膠，涂敷破孔側壁并粘貼三層玻璃纖維布，待稍固化，用同種膠加入40%鐵粉填補破孔至與壁厚平齊。用同樣膠涂敷裂紋，并兩面粘貼1～2層玻璃纖維布。

參考文獻：

[1] 吳曉菲. 裝載機發動機缸體裂紋粘接修復技術[J]. 金屬加工（熱加工）， 2014（22）：59-61.

[2]?黃文虎，鄭光啟，蔡承萬.輪船發動機汽缸裂紋粘接修復技術[A]. 中國環氧樹脂應用技術學會.第十一次全國環氧樹脂應用技術學術交流會論文集[C].中國環氧樹脂應用技術學會：中國環氧樹脂應用技術學會，2005：2.

[3]?王樹杰，王文民.實用小型柴油機維修手冊[M].北京：機械工作出版社，2009.