手糊工艺生产操作-连接方式与增强
产品上需要预埋嵌件的位置,应事先做出标记或在制作玻璃钢模具是预留,预埋的时机和预埋方法应在制作工艺中予以说明。
产品上需要进行局部增强的地方,在手糊成型时应考虑增强所用材料、增强办法,增强部位与玻璃钢的结合方法和过渡方式。
连接件一般采用金属制作:骨架一般可采用金属、木材、聚氨酯泡沫塑料等材料制作。
其骨架可以是方管、角钢,也可以是采用木方、木条,也可以采用泡沫塑料,加固件的制作应注意以下事项:
1、加固件的尺寸、形状应按产品受力情况事先进行设计和选材,然后均匀的布置在壁板上。
2、加固件事应前需进行表面处理。如金属面需除锈、除油;木质件要选用烘干的木材,表面无油脂、油漆或树脂。
3、糊制前先用少量树脂腻子将加固件粘接在玻璃钢板的内面上。
4、金属连接件要注意连接孔的定位,如螺孔,则应封闭固化后再打开,防止胶液进入螺孔内。
在制品的背面糊制加强筋可以提高制品的刚度。加筋的时机取决于制品的形状、厚度和它的用途。
一、连接形式
玻璃钢材料的固定连接和装配主要通过两种方式。一是胶接,通过各类粘接剂或粘接剂与玻璃纤维复合的一部分与另一部分胶接在一起;二是机械加接,使用螺栓或铆钉连接。在实际加工中可以采用胶接和机械的复合连接形式。胶接和机械连接南拳北腿,各有所长。优劣对照见表4-2,手工成型时可结合具体情况选用或混合使用。
表4-2胶接与机械连接优劣对照表


二、机械连接
常用螺、铆、梢钉等机械连接形式可见表4-3。
机械连接一般有如下几种破坏形式:
1.拉劈破坏,玻璃钢材料在连接处因拉劈破坏;
2.挤压破坏,因螺钉等装配过紧将玻璃钢压坏;
3.剪劈破坏,玻璃钢因装配不平,受剪劈力压迫断裂破坏;
4.拉伸破坏,玻璃钢拉伸力作用下破坏;
5.螺栓拔出,造成装配部分破裂;
6.螺栓破坏,玻璃钢失去连接。
所以机械连接至少要注意如下二点。
①连接件的挤压强度一般说来,和其他材料的机械连接性能类似,FRP强度与机械构件的直径<(1)和连接件厚度(h)有密切关系,d与h的比例过大,则制品挤压强度会有较大下降(如果d=4h,销钉连接的玻璃钢强度要下降30%, d>4h连接部位就要采取局部增强措施,如加筋、增厚等)。
②连接件的拉伸强度和剪切破坏强度机械连接时要注意边距、端距、钉距之间的合理比例。钉距一般采用5d,即为开口直径5倍,至少也取4d。端距、边距(上下为边,左右为端,即开孔与制品边缘距离)与连接件厚度A有关,h较小,开口应与边缘较远一些推荐值如表4-4.
玻璃钢制件的机械连接形式如图4-1所示。
玻璃钢岗亭、活动房屋、雷达天线等制品,一般都是分解制造,将单元件运输到位后再用机械连接,一些形状变化较多的制品,也可用机械连接成为整体。图4-2为螺栓连接玻璃钢制品的局部放大示意图。
表4一4端距、边距推荐值




玻璃钢制品之间,制品与金属连接件之间的连接都要求符合配合技术要求,接触部位.
平整,几何尺寸正确,对于手工成型难以达到机械加工精确程度的制品,可以采取如下措施,以保证连接装配。
1:装配连接部位采用负公差;
2.在制品的装配部位采用模具以保证装配部位尺寸;
3.在玻璃钢的零部件装配部位留有机械加工余量,再经车、刨、铣、锉等机械加工方法使装配尺寸符合装配技术要求;
4.以保证制品的尺寸符合公差要求来决定模具,使制品的连接面紧贴模具;
5.安装时需要整体配合,将全部单元安装以后逐渐拧紧。
玻璃钢在机械连接时,还可配合木块、金属等材料以调节d/h比值,增加强度,图4-3,图4-4,图4-5是用木


块和金属三角构件参与连接的玻璃钢直角示意图。
图4-6胶接流程图
玻璃钢部件胶接,总的原则是胶层受力均匀,尽量增大胶接面积,提高接头承载能力,减少应力集中、劈裂、剥离、冲出载荷、层间剥离,以求较理想的效果。其胶接流程见图4-6。
1.表面处理
胶接和连接都不仅出现在玻璃钢材料与玻璃钢材料之间,随玻璃钢制品的用途不同,也发生在玻璃钢材料与金属、木材、其他无机材料和有机高分子材料之间。凹凸不平,粘有油污、尘埃、水分或者表面平整却己形成各类胶粘物质膜层的材料,都会影响胶接强度和胶接效果。在胶接以前均需进行表面加工或表面处理,针对不同方法大致有机械处理、化学处理等等,表4-5中分类介绍。
表4-5胶接前对材料的表面处理


2.胶粘剂
胶粘剂通常由如下几种组分组成。
(1)粘料
主要是指合成树脂和合成橡胶,如酚醛、环氧、聚酯、有机硅等热固性树脂,以及聚丙烯酸酯、聚乙烯醇缩醛等热塑性树脂。橡胶有丁晴橡胶、氯丁橡胶。热固性树脂可反应的官能团越多,交联密度越大,产生的内聚力越强,粘接强度越大,弹性模量也较大,抗蠕变、耐溶剂、耐化学腐蚀等特性也较好。热塑性树脂是线型分子,只能和热固性树脂配合使用,利用它的粘附性、柔韧性进行改性,利用橡胶来提高冲击、弯曲、剥离强度。用作粘料的高聚物以中等分子质量的较适合。
(2)固化剂
使用的固化剂及固化机理与玻璃钢中的情况相似。
(3)填料
胶粘剂一般都要加入填料,来改进性能:1,可以提高内聚力,从而提高胶接强度;2、用于金属胶接时,可降低胶层的热膨胀系数,以防止由于受热时膨胀收缩不一致而产生的内应力。选择填料用量的原则是:1,保证胶有适宜的粘度;2、保证填料粒子都能被胶润湿;3,保证能得到比较理想的胶接强度及其他胶接性能。
对填料的要求是:1、表面活性大,如白炭黑,表面浸上一层硅烷处理剂,可提高粘接强度,铝粉、石棉粉具有活性,在酚醛一丁氰、环氧及有机硅等胶粘剂中已获得有效应用,石棉粉在酚醛丁氰中,使胶接性能及耐热性显著提高:2,所有填料都不能含结晶水,并且要千燥;3、呈中性或弱碱性为佳:4,与其他组分不起化学反应,不腐蚀被胶物;5,粉状填料粒度要小。常用的填料有:石英粉、滑石粉、石棉粉、氧化铝粉、瓷粉、金属
粉及其他金属氧化物粉。
(4)溶剂
用于调节溶剂型胶粘剂的粘度,以便于施工。胶粘剂若挥发速度太快,因内部溶剂来不及挥发容易产生气泡;若挥发太慢,溶剂会残留,影响强度。常用的溶剂是活性稀释剂,如环氧胶粘剂中可用环氧苯基醚、环氧氯丙烷等。含有溶剂的胶粘剂,涂后应晾干一些时间,使粘度增加再胶接。粘接机理目前有吸附理论、静电理论和扩散理论三种,其中能够较多说明粘接机理的是吸附理论。吸附理论即分子间的作用理论,也就是说粘接力是建立在两种分子之间的吸附上面。在有溶剂时,粘接剂靠“微布朗”运动迁移到被粘物表面上;无溶剂时,主要靠压力或加热使粘接剂与被粘物靠近。当胶粘剂分子与被胶物分子间的距离小于0.5mm时,分子之间便产生作用。粘附力就是这种分子间力作用的结果。
3、胶接形式
管道的胶接也是玻璃钢材料胶接的重要内容。不论用何种方式生产的玻璃钢管,其长度相对于需要输送流体的距离都有可能显得过短,都会需要通过某种方式将其连接起来,胶接就是管道连接的主要方法之一。管道胶接主要考虑到胶接部位因载荷不同引起的应力集中和弯曲刚性的变化,在考虑管壁厚度、管道直径的基础上,制定设计方案。在应用中,人们可以量体裁衣,根据需要选用机械连接或者胶接,更可以争取左右逢源,同时采用两种连接,发挥两种连接的优点:做到双保险,图4-7和图4-8分别是连接形式与胶接件厚度、强度关系胶接过程中纤维正确取向示意图。对于较重要的部件和管道,应进行设计计算。图4-9为板、管、棒连接形式示意图。


三、增强
玻璃钢材料在设计和制造过程中,因考虑到纤维铺设方向、结构形状、材料的线弹性与强度分散性、在应力作用下不同应变(压缩、拉伸、扭转),都面临对局部进行增强的课题。
垫板也是局部增强的一种,效果和加厚类似。垫板是面板的加强片,置高应力区,可位于夹层板内或板外。其作用是将局部高应力分散开。垫板也可与夹层板一体成形。夹层结构件的垫板和载荷集中区的加强元件的典型形式见表4-7,表4-8。
表4-7内垫板和外垫板











































