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1、专有和保密信息 2008江森自控有限公司版权所有 1 胶接密封技术简介 专有和保密信息 2008江森自控有限公司版权所有 2 一 胶接密封的定义二 胶接密封技术的应用三 胶接密封技术的基本原理四 胶粘剂和密封胶的基本知识五 常见施胶位置示意图六 螺纹锁固密封技术七 平面密封技术八 管螺纹胶接密封技术九 其它胶接密封技术 目录 二 胶接密封技术的应用 专有和保密信息 2008江森自控有限公司版权所有 4 胶接密封技不仅大量用于航空 航天及原子能等军事科技领域 而且在机械 建筑 电子 化工 轻纺 造船 农业 能源开发 木材加工 医疗卫生 文化教育等部门及人们日常生活中 都得到了极为广泛的应用 机械
2、工业方面的应用平面密封 螺纹锁紧防松 管接头螺纹密封及微孔渗透堵漏等汽车及车辆制造方面的应用粘接顶篷 地板 车门密封条等电子电器工业方面的应用主要作为绝缘材料 浸渍材料和灌封材料投入使用机械设备维修方面的应用零件及工具损坏失效的修复 铸件缺陷的修复建筑业方面的应用灌注嵌缝 砂浆堵漏 钢窗贴缝 玻璃瓷砖安装日常生活方面的应用制作家具 装饰住宅 修补用品 鞋子制作 专有和保密信息 2008江森自控有限公司版权所有 5 胶接技术的基本原理和胶接类型胶接技术是一种新的化学连接技术 胶接过程是一个复杂的物理 化学过程 1 胶接的一般过程首先要对被粘物表面进行适当处理 然后将准备好的胶粘剂均匀涂敷在被粘物
3、表面上 接着便是胶粘剂的扩散 流变 渗透 当合拢后 在一定条件下进行固化 一般来讲 胶接的过程就是表面处理 涂胶 合拢固化等的综合过程 2 胶接作用的形成在胶接过程中 胶粘剂与被粘物表面间形成一种粘接力 在这种粘接力的作用下 把被粘物粘接为一个稳定的整体 粘接力的大小由内聚力和粘附力所决定 内聚力是胶粘剂本身分子间的作用力 即胶粘剂的强度 粘附力是胶粘剂与被粘物间的作用力 即胶粘剂附在物体表面上的力 包括机械嵌合力 分子间力和化学键力 机械嵌合力就是胶粘剂渗入被粘物表面的凸凹处与毛细管内的机械固定作用 分子间力是胶粘剂与被粘物分子间相互吸引的力 化学键力是胶粘剂与被粘物表面形成的化学键的力 3
4、 胶接理论 1 吸附作用与吸附理论分子间引力发生作用而吸附粘着 2 静电作用与静电理论胶粘剂和被粘物之间存在着双电层 由于静电的吸引而产生粘附力 3 扩散作用与扩散理论被粘物和胶粘剂分子相互扩散纠缠形成 三 胶接密封技术的基本原理 专有和保密信息 2008江森自控有限公司版权所有 6 4 胶接受力基本类型 5 胶接基本形式 三 胶接密封技术的基本原理 专有和保密信息 2008江森自控有限公司版权所有 7 胶密封技术的密封机理1 固体垫片的密封机理 阻断理论固体垫片在结合面之间受螺栓的紧固力压缩而产生弹性变形 因而将界面缝隙密封 传统的静密封部位的固体垫片密封 不仅受到结合面加工精度 压合时紧固
5、力的大小和均匀度的影响 而且还受到固体垫片本身材质 对介质的适应性及弹性变形与恢复能力的影响 所以在一定条件下 会造成密封失效 使结合面产生泄漏 三种泄漏方式接触界面泄漏 占总泄漏量的80 90 其主要原因是由于结合面的加工精度 平面度 变形及含有杂质而造成间隙和摩擦力 引起偏移滑动而造成的 密封材料层间泄漏 占泄漏总量的10 20 其原因是某些固体密封垫片由纤维质和一些填料粒子集团组成 如石棉板 由于介质渗透了垫片的纤维和粒子团而造成泄漏 破坏泄漏 它是由于固体垫片在使用时因拆装位置不当 压缩过度 或因垫片长期受内应力的影响而产生疲劳破坏 蠕变或老化等 从而导致介质的泄漏 三 胶接密封技术的
6、基本原理 专有和保密信息 2008江森自控有限公司版权所有 8 2 干性密封胶 工作状态下 密封机理干性密封胶在使用过程中表现的形态与固体垫片有些相似 因此可用固体垫片的密封机理 阻断理论作近似的分析 不同之处是密封胶对结合面有较好的粘附性和随意的填隙性 优良的粘弹性和受压下的回复能力 所以密封胶全面弥补了固体垫片的不足 在密封结合面上形成了全新的密封层概念 它可以充满结合面的全部间隙从而最大限度地减少了界面泄漏 3 半干性和非干性密封胶 工作状态下 密封机理半干性和非干性密封胶在结合面缝隙中通常仍是粘稠体 可以近似地按流体力学一般规律用雷诺数来解释 可以看出密封胶的粘度越大 其防漏效果越好
7、这里指的粘度 应是胶液涂抹后的最终状态的粘度 1 结合面的间隙越小 密封效果越好 这里指的是间隙的名义值 间隙的大小与金属表面的加工精度和平直度有关 由于密封胶呈粘稠状 可以充分填满金属表面的凹陷与缝隙 在粗加工的表面间更难于发生粘性流动 2 在设计结合面结构时 应尽可能增加结合面的宽度 这对于减小胶液的粘性流动也是很重要的 三 胶接密封技术的基本原理 专有和保密信息 2008江森自控有限公司版权所有 9 胶粘剂分类1 按性能与用途分类 常用分类方法 结构胶用于结构件的胶接 强度较高 能承受较大动 静载荷 并能长期使用 非 半 结构胶胶接强度次于结构胶 能用于非主要受力或不受力的胶接部位 或定
8、位 紧固等 密封胶涂抹于密封面 能承受一定压力而不泄漏 起密封作用 浸渗胶有良好的渗透性 能渗入铸件裂缝和多孔材料 可修复铸件裂纹等缺陷 或填补粉末冶金制品的微孔 以提高表面质量 改善切削性能功能胶具有特殊功能的胶 如导电胶 导磁胶 导热胶 耐热胶 耐低温胶 应变胶 点焊胶等 又称特种胶 或有特殊的固化反应 如厌氧胶 热熔胶 光敏胶 压敏胶 吸水胶等 2 按基料主要化学成分分类 习惯分类方法 可分为有机胶粘剂和无机胶粘剂两大类 按基料的来源 有机胶粘剂又可分为天然胶粘剂和合成胶粘剂 3 按固化条件分类胶粘剂可分为室温固化 加温 中高温 固化 射线辐射 电子束 紫外线等 固化 高频或超声固化 湿
9、气固化 隔绝空气 氧气 固化 加热熔融冷却固化和压粘固化等 4 按状态 包装形式分类胶粘剂按状态可分为液态 固态 糊状和胶膜等 四 胶粘剂和密封胶的基本知识 专有和保密信息 2008江森自控有限公司版权所有 10 密封胶分类密封胶是胶粘剂的一个分支 目前国内已形成了通用型 硅酮型 厌氧型三大类 干性附着型干性可剥型非干性粘型半干性粘弹型 四 胶粘剂和密封胶的基本知识 专有和保密信息 2008江森自控有限公司版权所有 11 1 通用型液态密封胶通用型液态密封胶一般都有溶剂 包括干性附着型 干性可剥型 非干性粘型和半干性粘弹型等四种 所谓干性 非干性 半干性不是指有无溶剂挥发 或是否含有溶剂而言
10、而是指涂敷后成膜性状 形态属于干性附着 干性可剥 非干性粘型和半干性粘弹型 干性附着型涂敷后溶剂挥发而牢固地附着于结合面上 耐压 耐热性较好 但形成的胶膜硬 易产生龟裂 可拆性 耐振动和冲击性较差 拆卸时易损伤金属表面 干性可剥型涂敷后溶剂挥发 形成柔软而有弹性的薄膜 可剥性 耐振动和冲击性较好 可用于间隙较大和有坡度的部位 但这种胶粘剂沸点较低 挥发快 故不适用于大面积涂敷 非干性粘型这种密封胶在涂敷后形成的胶膜长期不硬 且保持粘性 因此在受到机械振动或冲击时 胶膜不易产生龟裂或脱落 它适用于承受振动和冲击以及需要经常拆卸的部位 半干性粘弹型这种胶大多数以橡胶为主料配制而成 其性能介于干性和
11、非干性之间 兼有两者的优点 四 胶粘剂和密封胶的基本知识 专有和保密信息 2008江森自控有限公司版权所有 12 2 硅酮型密封胶硅酮型密封胶是有机硅胶粘剂组成部分之一 它是有机硅胶粘剂的一个分支 它是以硅橡胶为主体 加入填充剂 催化剂 稀释剂 交联剂和其他助剂配制而成的 硅酮密封胶尽管有许多不同的类型 但目前国内以缩合型单组分室温硫化硅酮密封胶研究 生产和应用为多 这是由于单组分型 即一液型使用十分方便 深受用户欢迎 这种密封胶呈液态状或膏状 不含溶剂 在室温下自然硫化 固化 缩合而成 俗称室温硫化硅酮密封胶 因此使用十分方便 这种胶也有双组分的 目前市面上出售的胶接用建筑硅酮胶或密封用液态
12、硅酮密封胶是属于单组分胶 这种密封胶不含溶剂 在室温下自然硫化 固化 缩合而成 俗称室温硫化硅酮密封胶 因此使用十分方便 其特性为 具有耐压高 在200 下可耐12MPa以上油压 使用温度范围广 60 250 密封填隙能力较强 0 1 0 6mm 能耐各种有机溶剂 油类等介质的腐蚀 耐辐射能力强 硅酮型密封胶广泛应用于机械 电子工业产品的防漏与密封 特别适合大型机械设备 数控机床 精密磨床和仪器仪表等的平面结合面部位以及管螺纹接头的密封 四 胶粘剂和密封胶的基本知识 专有和保密信息 2008江森自控有限公司版权所有 13 3 厌氧胶厌氧胶是以丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯类为单体 加入引发剂 促进剂和
13、其他助剂配制而成 固化后成体型结构 能耐酸 碱 盐 水 油类 醇类等的腐蚀 并有良好的耐热性和耐寒性 所以适用于装有腐蚀性流体和一般流体的管道和容器的密封 以及室外温度变化的设备的密封 厌氧胶是一种既可用于胶接又可用于密封的新型胶种 其特点是厌氧性固化 即胶在空气 氧 中呈液态 当渗入金属 非金属 工件的缝隙 与空气隔绝时 在常温下自行聚合固化 使工件胶接或密封 厌氧胶由于组成成分多 所以品种繁多 主要以用途来分类 可分为六种类型 紧固件锁紧 管道接头密封 平面密封取代垫圈 胶接固持 浸渗补漏和维护修理 目前以紧固件锁紧和胶接固持型用途最广 用量最多 厌氧型密封胶主要应用于机电产品的平面法兰面
14、和各类箱体结合面间的密封 可取代通常采用的纸 石棉 橡胶 塑料等固态垫圈 厌氧型密封胶在间隙使用范围 0 1 0 3mm 内 既能填满密封面的全部缝隙 又能使结合面达到彼此贴合 对结合面有一定的胶接作用 因此能有效地防止密封面的泄漏 四 胶粘剂和密封胶的基本知识 专有和保密信息 2008江森自控有限公司版权所有 14 密封胶特性1 密封胶的密封作用具有以下五个效果 表面效果固体垫片无论怎样压紧 也不会完全填满接合面上的凹凸不平 在界面上总会存有间隙 而液态密封胶却能将全部凹陷填平 呈现出良好的密封效果 粘附效果液态密封胶呈液态状 具有一定的粘性 对金属接合面具有一定的粘附力 有利于密封 薄膜效
15、果处于接合面间的液态密封胶被螺纹紧固后 形成与间隙相同的薄膜 同时与表面十分吻合 根据单分子膜理论 越薄的膜 复原能力越大 越有利于密封 流动和耐压根据帕斯卡原理 施加在静止液体边界上的压力 将以同等大小向液体所有方向传递 处于接合面间的液态密封胶受到内压作用后 除接合面产生弹性变形外 还会产生不可逆的牛顿型粘性流动 当间隙很小时仅发生弹性变形 当间隙大时才发生流动 即开始泄漏 使用液态密封胶的金属接合面 间隙一般都在0 1mm以下 而且液态密封胶又是粘度很高的液体 很难发生流动 从而保持了密封性 容积变化和流动固体垫片的防泄漏作用是靠垫片的压缩而产生的弹性变形 而液态密封胶的防漏是在受压和拉
16、伸时容积发生变形 它不存在固体垫片的压缩变形 从而也就没有压缩疲劳 弹性破坏 应力松弛等现象 而且它总是与连接界面粘附着的 所以能防止界面泄漏 四 胶粘剂和密封胶的基本知识 专有和保密信息 2008江森自控有限公司版权所有 15 2 影响密封胶性能的外界因素温度液态密封胶的基体大都是高分子聚合物 这些聚合物都有不同的使用温度范围 因此使用时必须加以选择 液态密封胶的耐热性可用其胶液的热分解温度或软化温度来表示 密封胶的耐热性取决于聚合物的耐热性 聚合物的耐热性高 胶的耐热性也高 干燥时间大多数通用型液态密封胶都含有溶剂 溶剂挥发完全与否对它的密封性能影响很大 胶液涂在接合面后 过迟或过早连接紧固都会降低其密封性能 一般而言 对干性可剥型密封胶 连接紧固前要凉干2 3min 对含有溶剂的非干性粘型 半干性粘弹型 则需要3 6min 而硅酮型和厌氧型液态密封胶都不含溶剂 无需有干燥时间 但硅酮密封胶固化时必须吸收空气中微量水份才能起密封作用 这个过程对硅酮密封胶而言称为 吸湿 过程 紧固扭矩接合面被紧固时 紧固力越大 接合面间隙就越小 胶液在间隙中的流动性越差 同时胶液对金属的粘附力越大
