農機修理中的粘結工藝

程顯斌 莫桂玲

摘 要：闡述了有機粘結劑和無機粘結劑的配制、調和及用其修復零件的過程和注意事項。

關鍵詞：粘結劑；環氧樹脂；配方；粘補；硬化

中圖分類號：S232.8文獻標識碼：Adoi：10.14031/j.cnki.njwx.2016.09.045

粘結工藝是利用化學粘結劑與零件之間所起的結合作用，來粘結零件，或粘補零件的裂紋、孔洞等的一種修復工藝。化學粘結劑分為有機粘結劑和無機粘結劑兩大類。

粘結工藝在修理中應用范圍很廣，不僅可以粘結金屬零件，而且可以粘結非金屬零件；不僅可以粘結材料性質相同的零件，還能粘結材料性質不同的零件。它分為有機粘結和無機粘結兩大類。

有機粘結劑包括環氧樹脂粘結劑、酚醛樹脂粘結劑、聚硫橡膠粘結劑等，種類很多，最常用的是環氧樹脂粘結劑。常用的無機粘結劑是氧化銅和磷酸配制的粘結劑。

環氧樹脂粘結屬于一種有機粘結方式，因其具有粘結力強、化學性質穩定、收縮率小、絕緣優良及機械性能較高等優點，在修理中被廣泛采用。其主要成分是環氧樹脂，加入一定比例的增塑劑、硬化劑、稀釋劑和填充劑，均勻混合而成。

1 環氧樹脂粘結前的準備工作

粘結劑和零件表面的結合強度，與零件表面的清潔程度關系很大，零件表面越清潔結合強度越好，因此必須認真做好準備工作。

（1）清洗。鋼鐵零件一般用堿水除油，鋁合金和膠木零件用汽油清洗，并用砂布或砂輪打磨除去銹層。

（2）破損處的鉗工加工。在裂紋兩端鉆直徑3～4 mm的止裂孔，并在裂紋處開深為零件厚度2/3左右的V形槽，表面應毛糙，槽的兩側10～15 mm范圍內應加工至見到金屬光澤。對于較長的裂紋或破洞，可按裂紋長度和破洞大小用厚1.5～2 mm的鋼板或銅板配制一塊補板，補板應比裂紋長40 mm左右，寬50 mm左右，補板的表面形狀應與零件表面密切吻合，然后將補板與零件鉆孔、攻絲。

（3）用清潔的毛刷，把裂紋和破洞四周的鐵屑、灰土等掃干凈，并用丙酮或香蕉水將零件和補板的粘結面擦洗干凈。

2 正確選擇粘結劑的配方

由于零件的材料和工作條件、受力情況、環境溫度等不同，要求的粘結劑配方也不同。

冷硬化粘結劑多用于體積較大，不便加熱的零件（如發動機缸體、后橋殼體等），或不能加熱的零件（如膠木、電瓶殼等）。熱硬化粘結劑則要求耐較高溫度或要求粘結強度高的零件，下面列舉幾種粘結劑的配方。

2.1 鑄鐵及鋁制零件的粘結劑配方

2.1.1 冷硬化粘結劑配方

（1）環氧樹脂6101# 100 g，鄰苯二甲酸二丁酯15～20 g，二乙烯三胺10～15 g，鐵粉100～120 g。硬化條件：常溫下24 h。

（2）環氧樹脂634#100 g，鄰苯二甲酸二丁酯20 g，乙二胺8 g，玻璃絲沫1～2 g，二硫化鉬粉1～2 g，鐵粉50～200 g。硬化條件：常溫下24 h。

（3）環氧樹脂618#100 g，聚酰胺樹脂200 g，鐵粉50～200 g，玻璃絲沫1～2 g。硬化條件：常溫下48 h或在180 ℃中保溫2 h。

2.1.2 熱硬化粘結劑配方

（1）環氧樹脂637#100 g，鄰苯二甲酸二丁酯12～15 g，鄰苯二甲酸酐35 g，石棉粉25～35 g。硬化條件：零件加熱至90～100 ℃后粘結，并在130～140 ℃中保溫4～5 h，再隨爐冷卻至室溫。

（2）環氧樹脂6101#100 g，順丁烯二酸酐40 g，鄰苯二甲酸二丁酯20 g，填充劑適量。硬化條件：常溫下硬化1 h，再緩慢升溫至180 ℃中保溫2 h，隨爐冷卻至室溫。

2.2 電瓶殼的粘結劑配方

環氧樹脂637#100 g，鄰苯二甲酸二丁酯10 g，乙二胺6～8 g，石棉粉30 g，丙酮10～15 g。硬化條件：常溫下24～30 h。

2.3 離合器片的粘結劑配方

環氧樹脂6101#100 g，鄰苯二甲酸二丁酯15～20 g，鄰苯二甲酸酐35 g，石棉粉35 g。硬化條件：在130～150 ℃中保溫4 h，再隨爐冷卻至室溫。

2.4 電氣絕緣零件的粘結劑配方

環氧樹脂634#100 g，鄰苯二甲酸二丁酯10 mL，乙二胺8～12 mL，膠木粉30 g，常溫硬化2～3天。

3 粘結劑的調制

（1）熱硬化粘結劑的調制：將環氧樹脂放在燒杯中，加熱至全部融化，并在此溫度下保溫2～3 min。加熱的方法，可以用紅外線燈照射，也可以在火爐或電爐上隔水加熱。然后依次加入增塑劑、填充劑和硬化劑。每加一種成分時都要仔細攪拌均勻，加入硬化劑后，在室溫下的使用期為18～24 h。

（2）冷硬化粘結劑的調制：將環氧樹脂放入杯中，冬天需要加熱至30～40 ℃，夏天不需要加熱。然后加入增塑劑和填充劑，并仔細攪拌均勻，最后加入硬化劑，攪拌均勻后即可使用。一般有效使用時間為0.5 h左右，如攪拌均勻后應立即倒在干凈白紙上散熱，可以延長有效使用時間至1.5 h左右。

4 零件的粘結修復過程

4.1 熱硬化粘結劑的粘結

將準備好的零件放入加熱爐內加熱，爐溫應在120～140 ℃之間，爐內不能有煙和明火。當零件加熱至90～100 ℃ 時取出，在裂紋的V形槽中灌注熱硬化粘結劑，并在粘結劑上貼兩層玻璃布，玻璃布之間應均勻涂上粘結劑。然后將粘結好的零件放入加熱爐內，在120～140 ℃中，保溫4～5 h，再隨爐冷卻至室溫。

4.2 冷硬化粘結劑的粘結

將冷硬化粘結劑涂抹在已經準備好的V形槽內，粘結層的厚度應高于原來表面1～2 mm，并在粘結劑上貼一層玻璃布。然后將零件在室溫下放置1～2天，必要時在陽光下曝曬4～5 h即可硬化。對于要加補板的零件，將裂紋周圍涂上粘結劑以后，將補板用平頭螺釘擰緊，再在補板和平頭螺釘的表面涂一層粘結劑。

5 粘結零件硬化質量的檢查和機械加工

檢查粘結劑的硬化質量，用丙酮擦抹粘結層，如果有溶解現象，則說明沒有硬化；如果無溶解現象，則說明已經硬化，可以使用。

用環氧樹脂粘結的零件，可以進行機械加工，加工過程中進刀不能過大，速度不能過高，不可沖擊敲打。

6 環氧樹脂粘結時的注意事項

（1）被粘結的零件表面一定要徹底清除油污、銹層和灰塵，否則會大大降低粘結強度。

（2）加熱樹脂的溫度不能過高，一般不超過80 ℃，以免硬化劑加入后硬化速度過快，來不及使用。

（3）對被粘結零件，如果施加適當壓力，可使粘結效果更好。

（4）胺類硬化劑有毒，使用時不要與皮膚直接接觸，應戴上手套和口罩，并在通風環境下操作。

（5）汽油、丙酮和香蕉水易燃，應當遠離火源。

（6）粘結零件時，粘結層的厚度不能太厚和太薄，一般以0.2 mm左右強度最高。

（7）在硬化過程中，不能變動零件粘結面的相互位置，否則對粘結強度影響很大。

7 典型零件粘補工藝

7.1 氣缸體裂紋的粘補

在缸體裂紋兩端鉆直徑3 mm的止裂孔，并在裂紋處開V形槽，用丙酮將粘補處擦洗干凈。在前面列舉的冷硬化粘結劑的配方中，選用一種配方，調制后涂敷在V形槽中，并高出周圍平面1～2 mm，再用玻璃布貼在粘結劑上。粘補后在常溫下放置1～2天，即可硬化。

7.2 離合器片的粘結工藝

將離合器摩擦片，按鋼片總成上的鉚釘孔大小和孔數鉆孔，并用鏟刀和砂紙除去鋼片總成上的粘附物和銹層，再用丙酮或香蕉水將摩擦片和鋼片總成的粘結面擦洗干凈。

將竹片削成與鉚釘大小一樣，長5～6 mm的竹，數量與鉚釘孔數相同。按照前面列舉的離合器片的粘結劑配方，調制好粘結劑，并迅速涂在鋼片總成和摩擦片的粘結面上，并將兩摩擦片粘結在鋼片總成上，注意將孔對正，把竹涂上粘結劑插入孔中，再用夾具將摩擦片壓緊。然后放入熱爐中，在130～150 ℃中保溫4 h，然后隨爐子冷卻至室溫，拆開夾具，將摩擦片邊緣稍加修整即可。

8 無機粘結

常用的無機粘結劑是以氧化銅和磷酸為主要成分的無機化學物質配制而成。它可以粘結金屬、非金屬等各種材料，適用于受沖擊力不大，工作溫度較高和粘結后不需要拆卸的地方。這種無機粘結劑具有良好的耐高溫性能，它能耐600 ℃以上的高溫，而且在高溫下強度變化很小，所以在拖拉機修理中，常用來修復缸蓋氣門過梁處的裂紋，以及粘結破裂的排氣管等。可以在常溫下操作，不需要特殊設備，因而修理成本低。缺點是脆性大，不能承受強烈沖擊。

8.1 粘結前的準備

無機粘結前，應用砂紙、噴砂或其他機械加工的方法除去銹層，再用汽油、丙酮或香蕉水徹底清潔。如補裂紋，先在裂紋兩端鉆直徑3～4 mm的止裂孔，再在裂紋處開V形槽，并使粘結表面粗糙，以增加粘結強度。如果補破洞還需要準備補板。

8.2 粘結劑的配制與調和

氧化銅與磷酸的配合比為氧化銅3.5～4.5 g/mL（磷酸）。配合比越大，即氧化銅在粘結劑中的比例越大，粘結強度越好，但凝固速度也更快。一般取3.5～4.5 g/mL，冬季可取大些，夏季小些。根據實驗，配合比為4 g/mL的粘結劑強度最好，使用時間也較長。

將已經稱好的氧化銅粉和鈷粉放在一塊做調和用的銅板上，中部掏一凹坑，然后用量杯將濃縮后的磷酸緩緩倒入，用竹片由內向外緩慢調和均勻，約2～3 min后即成濃膠狀，并能拉出10 mm以上的絲條，即可使用。

8.3 粘接和硬化

（1）粘結：用竹片將調和好的粘結劑涂在已經開好槽的裂紋處。如果是破洞則可以加補板。如果要粘結兩個零件，必須在接觸面上充分涂好粘結劑。當采用套接時，應將軸慢慢地放入孔里，間隙間要充滿粘結劑。當采用槽接或平面粘結時，粘合后應輕輕地壓一下，以使粘結劑厚度均勻。套接的粘結強度最大，槽接次之，平面粘結強度最低。零件的粘結層的厚度對粘結強度也有影響，其厚度以0.15～0.20 mm時強度最高。

（2）硬化：粘結后的零件在室溫下硬化8～12 h后即可使用。有條件的地方，可將粘結好的零件先在室溫下硬化2 h，再在60～80 ℃中硬化3～5 h，即可使用。

8.4 無機粘結的注意事項

（1）每次調和量以取氧化銅粉4～20 g為宜，過多則調和時放熱多，會迅速硬化。

（2）應盡可能在較低的溫度下調和粘結，以延長粘結劑的使用時間。

（3）在硬化過程中，不能變動零件粘結面之間的相對位置，否則影響粘結強度。

（4）調和工具使用后，應立即用清水洗凈，否則，干硬后不易清洗。