結構膠憑什么取代傳統焊接？上海念凱為您解答。

來源：發布時間：2022-09-23

出于對一些性能和經濟因素的考慮，很多客戶都開始轉為采用結構膠黏劑來代替傳統的機械連接或焊接方法，這些因素包括重量和能量節約、勞動成本縮減、美觀提升，以及復合材料和其他無法用傳統方法進行粘接的材料的設計越來越多等。

傳統的組件連接方法包括焊接、鉚接，以及使用螺母螺栓和其他機械緊固件。設計和生產工程師已習慣使用這些方法，但現在他們遇到了挑戰，因為一些新因素的出現使得這些方法存在的限制開始顯露出來。出于對一些性能和經濟因素的考慮，很多客戶都開始轉為采用結構膠黏劑來代替傳統的機械連接或焊接方法，這些因素包括重量和能量節約、勞動成本縮減、美觀提升，以及復合材料和其他無法用傳統方法進行粘接的材料的設計越來越多等。

傳統的組件連接方法包括焊接、鉚接，以及使用螺母螺栓和其他機械緊固件。設計和生產工程師已習慣使用這些方法，但現在他們遇到了挑戰，因為一些新因素的出現使得這些方法存在的限制開始顯露出來。有一個因素在很多行業中都起到了關鍵性作用，即需要降低重量來減輕燃油消耗、能量損耗和產生的排放，這在以內燃機或電池為能源的自供電機器和設備的制造行業中尤為突出。

要想達成這一目的，可以把由鋼鐵制造的相對較重的部件替換為較輕質量的鋁、復合材料或塑料，并降低所用的機械緊固件的數量，或者使用更加輕薄的金屬片。

這些改變給傳統的連接方法帶來了挑戰，因為異質材料、塑料和復合材料明顯無法進行焊接；而輕薄的金屬片部件在集中放置穿過部件的緊固件（鉚釘、螺栓）的位置又容易發生變形或撕裂。在重負荷或因金屬疲勞造成金屬變形或撕裂的情況下，會導致部件可靠性和壽命下降，或造成緊固件之間出現間隙。

在傳統的組裝過程中也可能會造成金屬損壞，例如焊接薄金屬片時可能會造成熱變形或燒穿。而采用膠接接合面則能確保表面干凈清潔，這樣在實施**終的修整前只需進行比較低限度的表面處理即可。**終，膠黏劑可以被預先涂抹在總裝時無法進行機械緊固的區域；而且還允許采用一些新穎的設計，以便于進一步減少重量、成本和勞動力。

膠黏劑經過不斷發展，現可在眾多應用中替代傳統的連接方法，適用于裝配門和電梯等金屬板材、農業設備、汽車、卡車和軌道護片附件等。要想成功轉換為采用膠黏劑，設計和生產工程師必須考慮諸多因素，具體如下：
膠黏劑的選擇

市面上有各種結構型膠黏劑產品可供選擇。從氰基丙烯酸酯“快干”膠黏劑到單組分（熱固化）環氧樹脂膜，選擇多元。

雖然所有的膠黏劑都有各自的用途，但在動態應力環境（如抗沖擊和連續振動時）下并不是所有結構膠都適合對焊接/機械緊固件進行替換。對于這些要求較高的應用，只有少數膠黏劑產品能夠適用。

主要有三種化學物質能夠在粘接大型區域時可提供足夠的結構強度（這里，我們將結構強度定義為使用標準搭接剪切程序測定的超過1000 psi的搭接剪切強度）。
雙組分聚氨酯樹脂
經過專門配制，一經混合即可固化，而且通常情況下，即使粘接層較厚，也能夠在室溫下快速固化（不像單組分聚氨酯密封膠那樣，只有在接觸到空氣或基材水分時才能緩慢固化）。雙組分聚氨酯樹脂可實現穩固粘接，而且它具有很高的柔性，能夠在緊附基材時提供相對較高的抗沖擊性和剝離強度。但其模量通常較低，導致其耐熱性相對較差。此外，在頗具挑戰的環境條件下（如長期暴露于水分/濕氣下），為了保持聚氨酯樹脂對金屬的粘接效果，可能需要對金屬噴涂底漆。

雙組分丙烯酸樹脂經過專門配制，可在不噴涂底涂的情況下與金屬牢固地粘接在一起（有時連金屬的去污過程和防銹油的***過程都可以省去）。丙烯酸樹脂的耐高溫性能強于聚氨酯樹脂，但在低溫條件下通常會變得更脆，因而剝離強度和粘接力度都會降低。有些人希望通過改良配方來克服丙烯酸樹脂自身存在的限制，如加入彈性粒子和環氧樹脂等。因此，在溫度條件不是很極端的情況下，高性能的丙烯酸樹脂和丙烯酸混合物能夠滿足多種應用需求，而且它們能快速固化并與塑料穩固粘接，這些都是十分有用的特性。

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