接頭的形式很重要,因?yàn)榄h(huán)氧膠黏劑粘接的最佳使用效果是用于承受單純或扭轉(zhuǎn)的剪切力。實(shí)際上應(yīng)用的接頭形式可以形樣各異、變化多端,但總的看來都是幾種基本類型的單獨(dú)或相互組合的結(jié)果。掌握了基本類型粘接接頭的性能和特點(diǎn),便能根據(jù)具體情況設(shè)計(jì)出滿意實(shí)用的接頭結(jié)構(gòu)。
1對(duì)接
對(duì)接就是被粘物的兩個(gè)端面或一個(gè)端面與主表面垂直的粘接。這對(duì)于破損件的修復(fù)很適用,因?yàn)樗芑旧媳3衷瓉淼男螤睢崴苄运芰现破返娜軇┗驘崛壅辰泳涂梢圆捎眠@種對(duì)接形式。但不適用于金屬和熱固性塑料制品,原因是對(duì)接承受不均勻扯離力的作用,容易產(chǎn)生彎曲形變和應(yīng)力集中,對(duì)橫向負(fù)荷十分敏感,難以承受軸向拉力。同時(shí),粘接面積小,承載能力低,其結(jié)果是不牢易壞。如果實(shí)在不能改變?cè)瓉淼男螤睿欢ㄐ枰脤?duì)接,那就只好采用穿銷、補(bǔ)塊等增強(qiáng)措施。對(duì)于新設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)粘接接頭,最好避免使用對(duì)接。
2斜接
斜接就是將兩被粘物端部制成一定角度的斜面,涂膠之后再對(duì)接,實(shí)際上就是小于90度角的對(duì)接,不過一般的斜接角應(yīng)不大于45度,斜接長度不小于被粘物厚度的5倍。應(yīng)該說斜接承受的是剪切力,分布比較均勻,粘接面積增加較大,承載能力提高,不但縱向承載能力較強(qiáng),而且橫向承載能力也較好,還能保持原來的形狀,因此,是一種比較好的接頭形式。然而,實(shí)際上應(yīng)用并不廣泛,其原因是斜面制備比較困難,若是配合不好,膠層厚度難以保證,很可能收不到預(yù)想的效果。
3搭接
搭接就是平板型被粘物涂膠后疊合在另一平板被粘物端部一定長度上,即兩個(gè)被粘物部分地疊合。由于是平面粘接,主要承受的是剪切力作用,分布比較均勻。單搭接接頭因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易行,已是最為廣用的接頭形式,搭接粘接面積大,承載能力強(qiáng),并隨搭接寬度的增大而成正比例地增加。雖然搭接長度的增加也會(huì)使粘接面積增大,但是承載能力與搭接長度卻沒有正比關(guān)系。根據(jù)理論計(jì)算和試驗(yàn)測(cè)定得知,在一定的搭接長度內(nèi),搭接接頭的承載能力隨著搭接長度的增加非線性提高較快,而搭接長度較大時(shí),承載能力增加變緩,當(dāng)達(dá)到某一定值后就不再提高了。顯而易見,搭接長度不是越長越好,而寬度往往受被粘物尺寸的限制,也不能任意增加。
按理根據(jù)設(shè)計(jì)要求的粘接強(qiáng)度和給定的厚度,出搭接長度,但因不同的膠黏劑和表面處理方法所得的圖形并不相同,所以目前還很難由圖直接求出搭接長度,也沒有一個(gè)普適的公式,還只能由經(jīng)驗(yàn)和試驗(yàn)確定。通常搭接接頭長度應(yīng)不小于被粘物厚度的4倍,不大于寬度的O.5~1倍。
一般來說,接頭長度越短、被粘物越厚、膠層越厚、膠黏劑韌性越好、被粘物剛性越小,應(yīng)力集中越小。實(shí)際上這些條件難以完全滿足,因此,搭接接頭都存在著應(yīng)力集中。提高搭接接頭粘接強(qiáng)度的有效方法是增加接頭寬度。如果將被粘物端部削斜、倒角、挖槽、減薄等都可以減小應(yīng)力集中,提高粘接強(qiáng)度,使搭接接頭更有普適性和可靠性。搭接接頭長期處于剪切應(yīng)力狀態(tài),有可能會(huì)產(chǎn)生蠕變。膠瘤對(duì)單搭接接頭承載能力有影響。
4套接
套接就是將被粘物的一端插入另一被粘物的孔內(nèi)形成銷孔或環(huán)套結(jié)構(gòu)。其特點(diǎn)是受力情況好,粘接面積大,承載能力強(qiáng),適用于圓管或圓棒與圓管的粘接。套接在插管時(shí)中心位置不好定正,膠層厚度不宜控制,這就要采取一些措施,如用專門工具進(jìn)行定位。另一簡(jiǎn)單方法就是在插入件的一端涂上膠,令其初步固化,然后再涂第2次膠進(jìn)行裝配,這樣就能使膠層厚度有所保證,至少不會(huì)插入深度也和搭接長度一樣不是越長越好,一般不超過管子外徑的1.5~2.O倍,也可用下述經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算:
L=O.8D+6
式中L——插人管深度/mm;
D——插入管外徑/mm。
插管(或圓棒)與圓管內(nèi)徑的間隙不應(yīng)超過O.3mm,否則將會(huì)因膠層太厚而降低粘接強(qiáng)度。