飞机结构胶接技术

3、提高粘附力的必要条件
胶粘剂整个表面的良好接触，充分浸润，接触角，固、液 体分子间吸引力
接触角
四、内聚力和胶粘剂的固化
内聚力 胶粘剂本身分子间相互束缚在一起的作用力。
胶粘剂的固化 胶粘剂（液体）在浸润被粘物表面后，必须通过适当的方法 使它变成固体的过程。
固化的必要性 （１）、胶粘剂本身产生足够强的内聚力； （２）、承受载荷。
（静电理论认为，在胶接接头中存在双电层，胶接力主要来自 双电层的静电引力。）
（3）、扩散理论
扩散理论解释： 胶粘剂和被粘物分子通过互相扩散而形成牢固的胶接头。
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（4）、化学结合理论
化学结合理论解释： 胶粘剂和被粘物通过化学反应而达到良好的结合。
（5）、机械结合理论
胶粘剂（液态）渗入被粘物表面的缝隙或凹陷处，固化 后，在界面区产生齿合或镶嵌连接。
（1）、吸附理论 （2）、静电理论 （3）、扩散理论 （4）、化学结合理论 （5）、机械结合理论
（1）、吸附理论
形成胶接连接的阶段
第一阶段：胶粘剂中的高分子由于分子热运动而向与被粘表 面靠近；
第一阶段：是“吸附”，当胶粘剂与被粘物分子间距缩小到 足
够小时，分子间引力便发生作用，因而产生吸附。 吸附理论解释：吸附力是极性分子间具有更大的分子间吸力。
现代飞机制造的3大连接技术
胶接
机械连接 （铆接、螺接）
焊接
第三章 胶接和胶接结构装配
第一节 胶接技术的发展、应用和特点 第二节 胶接接头的形成和特性 第三节 胶粘剂 第四节 加温加压设备与胶接夹具压 第五节 铝蜂窝夹层结构的制造 第六节 胶接质量无损检测 第七节 胶接质量控制
第一节 胶接技术的发展、应用和特点
（４）、 20世纪60年代后，建立并逐步完善了：化学键理论 、弱界面层理论、机械结合理论、胶粘剂流变学理论。
二、胶粘剂的应用
航空航天工业中，全世界采用胶接结构的飞机有100多种。 Ｂ－58重型超声速轰炸机，胶接壁板面积占80％（其中蜂窝夹 层结构占90％，胶用量超过400kg，可取代约50万只铆钉。
胶接的优点 ——几乎克服了铆接的缺点
（1）、胶接适用的材料范围广 可连接不同材料（金属－金属、金属－非金属）、厚度
不等、不受装配件厚度（厚度差）的影响、多层； （2）、表面平滑、良好的气动力性能
铆钉头凸起、点焊的凹陷、局部变形 （3）、良好的密封性
气密座舱、整体油箱等； （4）、胶接接头耐环境能力强
一、胶接理论的现状
胶接过程——复杂的物理化学过程
影响胶接强度的因素
1、胶粘剂的性质； 2、被粘材料表面的胶接特性； 3、接头设计、接头成型工艺； 4、周围环境应力等。
直接影响 胶接强度 测试结果
需理论解释的问题
材料的化学结构
定量关系
胶接特性
无圆满解释
二、胶接接头的构成
胶接 通过胶粘剂的作用把被粘物连接在一起，形成胶接接头。 内聚力 胶粘剂本身分子间相互束缚在一起的作用力。 粘附力 胶粘剂与被粘表面上不同分子间的作用力。
350－400度。
（3）、接头性能的重复性差、使用寿命有限 （4）、胶接接头强度受影响的因素多
对材料、工艺条件和环境应力极为敏感。
第二节 胶接接头的形成和特性
一、胶接理论的现状 二、胶接接头的构成 三、粘附力和粘接机理 四、内聚力和胶粘剂的固化 五、胶接接头的内应力 六、胶接接头的应力分布 七、胶接接头的结构型式 八、飞机上胶接接头的常见形式
胶粘剂固化的方法 1、冷凝或溶剂的挥发 “热塑性高分子化合物”（加热会熔融） 通过冷凝或溶剂的挥发物理变化完成固化。
2、加温、加压 “热固性高分子化合物”
通过化学反应，聚合成不熔化也不溶解的、具有一定 机械强度的固体高分子结构物质。
五、胶接接头的内应力
（吸附理论认为，胶接作用是胶粘分子与被粘分子在界面层上 相互吸附而产生的，胶接作用是物理吸附和化学吸附共同作用 的结果，而物理吸附则是胶接作用的普遍性原因。）
（2）、静电理论
静电理论解释： 两种不同的高分子化合物表面紧密接触时，会产生双电
层（象电容器的两个极片一样），而产生静电引力。
缺陷 不能解释导电胶也能很好地结合。
胶层对金属防腐、绝缘、防电化学防腐；
（5）、胶接构件有效地减轻了重量 受力均匀，可采用薄壁结构 Ｆ-86Ｄ机减速板铆接改为胶接，重量12.5kg—＞8kg 某型机机身胶接，重量减轻15%、费用节约用粮25%－30% 某预警飞机雷达罩，重量减轻20%
（6）、能提高接头的疲劳寿命 胶均匀分布、不会产生局部应力集中、疲劳裂纹扩展速度慢。
（7）、胶接工艺简单 易自动化、成本低，1000kg胶粘剂可节约5000kg金属连接
材料，节省5000－10000个工时。
胶接的缺点
（1）、粘接强度较低 胶粘剂的主材料一般是高分子材料，粘接强度较低（不
适于承受剥离载荷）远不如金属材料；
（2）、使用温度较高 一般在50度，耐高温胶粘剂可长期150－250度，或短期
两种破坏情况： “内聚破坏” 内聚力＜粘附力 胶层或胶粘剂层破坏
“粘附破坏” 内聚力＞粘附力
界面层破坏
三、粘附力和粘接机理
1、粘附力的形成 2、胶接的几种理论 3、提高粘附力的必要条件
1、粘附力的形成
粘附力的形成 包括胶粘剂与被粘表面之间物理的、化学的、机械的作用。
2、胶接的几种理论
胶接的几种理论：吸附理论、静电理论、扩散理论、化学结合 理论、机械结合理论。
胶膜2500m 密封胶450kg
三、飞机金属胶接结构件的分类
四、胶接结构典型的型式
五、胶接技术的特点
铆接的缺点
（１）、钉孔对材料的削弱引起应力集中，使疲劳强度降低； （２）、结构重量增加； （３）、劳动量大、噪音大； （４）、零件阳极化膜因钉孔而受到破坏； （５）、孔边的裂纹会引起腐蚀，等等。
一、胶接技术发展简史 二、胶粘剂的应用 三、飞机金属胶接结构件的分类 四、胶接结构典型的型式 五、胶接技术的特点
一、胶接技术发展简史
（１）、古代人类、天然胶粘剂：木汁、血胶、骨胶、石灰、 松脂和沥青等；
（２）、20世纪，合成高分子材料的出现，胶粘剂工业获得了 迅速发展；
（３）、20世纪40年代后，胶接机理研究获得了迅速的发展 胶接的三大理论：吸附理论、静电理论、扩散理论。