柔性接头冷粘试样粘接技术研究

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1、设计．工艺航天制造技术柔性接头冷粘试样粘接技术研究万德芬1刘义华2李道军1刘朝晖1(1．湖北三江航天江北机械工程有限公司，孝感432000；2．火箭军驻国营江河化工厂军代室，宜昌444200)L▲摘要：以柔性接头试样为研究对象，结合高强度钢和弹性件冷粘前的表面处理、胶液涂覆、固化等主要工艺过程，讨论了工艺条件对粘接性能的影响。研究结果表明，采用对硫化弹性件表面环化处理，高强度钢板喷砂处理，在粘接过程中控制胶液涂覆和贴合方法有利于提高试样的粘接强度。关键词：冷粘；胶粘剂；粘接强度ResearchonBondingTechno

2、logyofF1exibleJointC01d—stickingSampleWanDefenlLiuYihua2LiDaojunlLiuZhaohuil(1．HubeiSanjiangSpaceJiangbeiMachineryEngineeringCo．，Ltd，Xiaogan432000；2．RocketForceofJiangheChemicalPlant，Yichang444200)Abstract：Takingthenexiblejointsanlpleastheresearchobject，theinfluen

3、cesofprocessconditionsonthebondingpropertiesarediscussedbycombiningwiththemajorprocessesbeforethecold-stickingofthehigh—strengthsteelandelasticpieces，suchasthesurfacetreatment，gluecoatingands01idi匆ing．Theresultsshowthatthe印plicationofcyclic仃eatmentonthesurfaceofⅦl

4、canizedelasticpieces，thesandblastingtreatnlentofhighstrengthsteel，andcontrollingtheadhesieicoatingandbondingisconduciVetoimproVethebondingstrengthofthesample．Keywords：cold—sticking；adhesiVe；bondingstrength1引言柔性接头是固体火箭发动机摆动喷管的关键部件，由前法兰体、多层弹性件、多层金属增强件、后法兰体粘接而成，其粘接方案

5、为高温硫化热粘和室温冷粘的复合粘接方法。粘接强度值通过制作试样检测，本文以冷粘试样为研究对象，讨论工艺条件对柔性接头试样粘接性能的影响。试样按照GB／T12830—91《硫化橡胶与金属粘合剪切强度测定方法四板法》检测，破坏界面要求是弹性件材料内聚破坏。2冷粘试样粘接强度影响因素分析柔性接头冷粘试样结构如图1所示。根据粘接机理分析，胶粘剂与被粘材料表面通过界面相互吸引和连接作用形成粘接力，粘接力的产生主要来自于化学键、分子间作用力、界面静电引力。1—30CrMnSiA金属板12一弹性件胶片3—30CrMnSiA金属板2图1四

6、板搭接试样结构图冷粘试样的粘接强度不仅取决于胶粘剂的表面结构和形貌，还与粘接工艺有着密切关系。冷粘试样为四板搭接结构，由两块4mm×20mm×79nun的金属板和两块4mm×20mm×40mm金属板、4块2mm×20mm×作者简介：万德芬(197卜)，工程师，机械制造与装备专业：研究方向：复合材料模压、粘接技术。收稿时间：2叭7—03—0233设计·工艺2017年4月第2期20mm弹性件胶片(硫化)粘接，要求粘接剪切强度≥4．5MPa。为了获得较高的粘接强度，粘接过程的工艺条件是主要因素。影响试样粘接强度的工艺条件主要有弹

7、性件粘接面的表面处理、金属板的喷砂和脱脂处理、胶液的涂覆、粘合、固化等过程。2．1粘接面的表面处理2．1．1金属板的表面处理试样的金属板为30CrMnSiA高强度钢，采用铣加工，保证其平面度不大于0．10mm，对其分别用喷砂、激光毛化、砂轮打磨等方式表面处理，后进行粘接试验，三种不同的表处方法对粘接性能的影响见表1。表1中弹性件的表面处理方式为丙酮脱脂处理方式。从表1可以看出，采用对金属板喷砂处理方式，粘接强度值较高。说明表面的粗糙度对胶粘剂的浸润性影响较大。表1金属板的表面处理对粘接性能的影响序号处理方式剪切强度，MPa

8、试样破坏方式l丙酮脱脂／喷砂／丙酮清洗／晾干2．25粘接面破坏2丙酮脱脂／激光毛化／丙酮清洗／晾干2．02粘接面破坏3丙酮脱脂／砂轮打磨／丙酮清洗／晾干O．86粘接面破坏2．1．2弹性件的表面处理弹性件为天然橡胶，经硫化后其表面光洁，表面自由能低，难以直接粘接，需要工艺上对其表面进行适当处理后才能提高粘