6-7第七节 粘接修复技术

第七节粘接修复技术

利用胶粘剂把相同或不同的材料或损坏的零件连接成一个牢固的整体，使损坏的零件恢复使用性能的方法称粘接修复技术。用胶粘剂修复破裂的船机零件成功地解决了某些用其他方法均无法修复的零件的维修问题，从而挽救了大量的零件使之恢复使用，延长了寿命。另外，利用胶粘剂还可以进行装配工作和使相互接触的零件具有密封性能，使修造船工作中的某些装配工艺大大简化，劳动强度大大降低，生产率显著提高。目前，粘接修复技术广泛地应用于修造船生产。

一、有机粘接修复技术

1．有机粘接修复技术的特点

有机粘接与传统的铆接、键连接、螺纹连接和焊接等工艺方法相比，具有以下特点：

(1)粘接力强、粘接强度较高，但不如焊接和铆接；

(2)粘接时温度低，固化时收缩小，所以粘接后零件不会产生变形和裂纹，也不破坏零件材料的性能；

(3)粘接后胶缝耐腐蚀，耐磨和具有密封性，有的胶缝还具有隔热、防潮和防震的性能；

(4) 粘接技术不受零件材料的限制，相同或不同的金属或非金属材料均可粘接，同时不会增加零件重量；

(5)工艺简单，操作方便、灵活，成本低，生产率高；

(6)胶粘剂不耐热，一般在50℃以下使用，有的也可在150℃以下长期使用，某些耐高温的胶粘剂也只能达到300℃左右；

(7)抗冲击性能和抗老化性能差。

2．有机胶粘剂的种类

用有机胶粘剂可以粘接各种材料，例如金属与金属、金属与非金属、非金属与非金属等。有机胶粘剂的品种繁多，分类方法也很多，主要分类方法有：

按原料来源分：天然胶粘剂、合成胶粘刑；

按粘接接头强度特性分：结构胶粘剂、非结构胶粘剂；

按胶粘剂状态分：液态胶粘剂、固体胶粘剂；

按胶粘剂热性能分：热塑性胶粘剂、热固性胶粘剂。

3．粘接工艺

胶粘剂粘接零件的方法是把胶粘剂均匀涂抹在零件断裂面上或两个零件的结合面上，并在接头处施加足够的力，使之牢固粘接在一起。为了保证粘接质量，应按一定的粘接工艺进行操作。只有准确、严格地完成每一道工序，才能获得牢固的粘接。图6-17为粘接工艺流程。

4.有机胶粘剂的选用

粘接质量与胶粘剂的选用得当与否关系极大。所以，选用胶粘剂应注意以下几点：

(1)掌握被粘接物的种类、性能、表面状态、裂纹缝隙大小和修复要求等情况；

(2)了解胶粘剂的性能特点，如粘度、粘接强度、使用温度、收缩率、线胀系数、耐蚀性、耐水性、耐介质及抗老化性能等。各种结构胶粘剂的性能参见附录Ⅰ；

(3)根据粘接目的和用途选用胶粘剂。例如，要求密封性时应选用密封胶，要求连接牢固则应选用高强度胶粘剂。选用胶粘剂参见附录Ⅱ；

(4)根据粘接零件工作时的受力情况和工作环境选用胶粘剂；

(5)使用粘接技术修复零件时应考虑这种工艺实施的可能性、经济性与胶粘剂的来源等情况。

二、有机胶粘剂在船机上的应用

1．用于修理损坏的船机零件

1）修理松动的过盈配合件

具有过盈配合的轴、孔零件，因长期使用产生微动磨损，造成配合松动而影响使用性能。例如齿轮与轴的配合松动将影响传递运动。采用在轴颈表面压花、镶套或电镀的方法都不能有效地修复，而且工艺复杂、成本高。采用有机胶粘剂修理效果好，工艺简单，成本低。

采用厌氧胶修理船用发电机轴与滚动轴承的配合松动、离心泵轴与叶轮的松动等。

2）修理腐蚀损坏的零件

由于电化学腐蚀造成的柴油机气缸套、气缸体的损坏，各类舱室和隔舱壁的破坏；由于穴蚀造成的螺旋桨桨叶损坏、气缸套外圆表面损坏等，均可在腐蚀面积大，但深度较小并且尚未危及零件强度的情况下采用有机胶粘剂进行修理。例如某油船Sulzer RND76型主机的第二、第三缸的气缸体内壁上的数条深5mm、宽10mm、长800mm的腐蚀凹坑，采用有机胶粘剂修理，修补时间短，费用低，质量可靠，经0.4MPa水压试验无渗漏。

3）修补裂纹零件

柴油机气缸盖进气阀孔壁裂纹，船舶管系的裂纹、漏洞，油柜和水柜的裂纹或焊缝开裂等均可采用有机胶粘剂进行修补。

2．用于船机装配工作

1）主柴油机机座的安装

主机机座在机舱中定位后，在机座与底座(底板)之间各要求位置上安装一定厚度的铸铁垫块，并在工艺上要求铸铁垫块上、下平面分别与机座下平面和底座(或固定垫块)上平面紧贴，色油沾点在25mm ×25mm面积上不少于2～3点。然而刮研铸铁垫块劳动强度高，工作量大，耗时多，效率低。

为了改进机座安装工作，采用有机胶粘剂进行机座安装或采用塑料垫块代替铸铁垫块。

图6-18为用有机胶粘剂安装机座。安装时，使铸铁垫块的厚度较要求尺寸少0.5～1.0mm，不需研刮垫块，只需在垫块上、下表面和地脚螺栓孔涂以环氧树脂胶粘剂安装垫块和固定机座，不仅节省金属材料，更主要的是简化机座安装工艺，减轻了劳动强度和提高了效率。

采用塑料垫块代替铸铁垫块已日益增多，使机座安装工作更加简化和快速，缩短工时、加快修造船速度。图6-19为Sulzer RTA58-84型柴油机机座安装采用的环氧树脂垫块。

2）螺旋桨与尾轴的装配

为了简化螺旋桨与尾轴的安装，对于沿海和内河的中、小型船舶的螺旋桨与尾轴可采用环氧树脂粘接，省去键槽和大量的研刮工作，如第九章图9-13所示。

3）用作密封垫片

船舶机械、设备的密封，传统上采用静密封固体材料，如紫铜、橡皮、石棉、纸箔及白漆一丝麻等。这些固体垫片与零件之间接触面不平，不能相互吻合，故密封性差，还因固体垫片材质不致密、安装时易错位、过度压缩、老化和腐蚀等造成漏泄，引起油、水、气的外溢。

自20世纪60年代起国外开始使用高分子液态密封胶代替传统的固体垫片作为连接件的密封材料。液态密封胶在常温下呈粘稠液态，涂在零件结合面上形成一层具有粘性、粘弹性的可剥性薄膜，可填充结合面的不平，达到完全吻合，粘附于结合面上，因弹性好而耐压。所以液体垫片具有良好的密封性。

液态密封胶用于各类泵、齿轮箱、空气压缩机等的法兰平面和结合面的密封；用于柴油机气缸套与气缸体、道门与机架的结合面；高压油管、水管和蒸汽管的接头和振动较大的锁紧螺母的防松上。例如MAN型柴油机气缸盖上、下部(上部为铸铁材料、下部为耐热钢)结合面间不密封，冷却水漏泄，采用609密封胶修理，取得良好效果。又如风镐接风口螺母在50MPa工作压力、40～50次/min的振动频率下工作，螺母上紧后2～3天发生松动，采用厌氧胶加强连接，在相同工作条件下可连续工作100天不松动。

三、无机粘接修复技术

无机胶粘剂是由无机的酸、碱、盐和金属氧化物、氢氧化物等构成的具有粘接性能、应用广泛的胶粘剂，分为磷酸盐类和硅酸盐类胶粘剂。

无机胶粘剂广泛用于船机修理工作中，如修理断轴、气缸体和箱盖的裂纹，增压器涡轮端壳体腐蚀等。

1．无机粘接修复技术的特点

(l)无机胶粘剂大多由固、液两相物质混合而成的一种粘性糊状物，且通常是水溶性的物质，毒性小，无公害，不燃烧；

(2)适用温度范围广，可在-183～3000ºC范围内工作，耐热性能好；

(3)耐油、耐辐射，不老化，但不耐酸、碱，耐水性差；

(4)可在室温下固化，基本不收缩，稍有膨胀；

(5)采用无机胶粘剂进行套接、槽接粘接时粘接强度高，但不适宜平接粘接；

(6)无机胶粘剂脆性大，不抗冲击，粘接后的零件拆卸困难；

(7)无机胶粘剂的原料易得，价格低廉，粘接工艺简单，使用方便、灵活。

2．氧化铜无机胶粘剂

氧化铜无机胶粘剂是磷酸盐类胶粘剂的一种，是由正磷酸、氧化铜粉和氢氧化铝按一定的比例和一定方法调制而成的，现用现配。

氧化铜无机胶粘剂的熔点为950ºC，耐低温可达-183ºC，可长时间在500ºC下工作，短时间在700～800ºC工作，具有较宽的温度范围，是有机胶粘剂无法相比的，并且具有较高的热稳定性、高绝缘性，耐油，但不耐酸、碱，粘接强度较低，脆性较大。

氧化铜无机胶粘剂适用于受力不大，不需拆卸的紧固连接，用于修补高温下工作的零件，可代替焊接、铆接及过盈配合等连接方法，如用于气缸体与气缸套配合面上大面积铸造缺陷(砂眼)的修补，修理船舶管系腐蚀漏洞、增压器涡轮端壳体腐蚀等。