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一文读懂材料连接工艺大全

作者:天津一诺成科技有限公司 浏览: 发表时间:2021-06-02 20:34:43 来源:网络

产品的制造工艺包含很多步骤,组装是其中一步,并且组装往往会增加成本。

目前较为经济的组装方式包含两种技巧:

1、通过设计减少构件数量并简化组装;

2、选择最适合该材料的连接工艺,以及最好的几何连接形态。

下面将具体介绍各常用的连接工艺:粘接、机械固定、焊接

一、粘接

粘接是借助胶粘剂在固体表面上所产生的粘合力,将同种或不同种材料牢固地连接在一起的方法。

胶黏剂的分类方法:

按应用方法分:热固型、热熔型、室温固化型、压敏型等;

按应用对象分:结构型、非构型或特种胶;

按形态分水溶型、水乳型、溶剂型以及各种固态型等。

粘接工艺流程:

胶黏剂的配制被粘物的表面处理涂胶晾置,使溶剂等低分子物挥发凝胶叠合加压清除残留在制品表面的胶黏剂。

常见胶粘剂和应用:

丙烯酸胶粘剂

图片来源:asmdimatec

典型应用:太空舱、电脑零件

图片来源:phenoxy

典型应用:造船工业,自动系统

厌氧胶粘剂

图片来源:agaus

典型应用:机械紧固件的丝扣,齿轮和轴承固定

不同材料连接适用的胶黏剂汇总

二、机械固定

1、铆接和钉接

铆接是使用铆钉连接两件或两件以上的工件。比如球鞋穿鞋带的孔,就是空心铆钉铆成的。

铆接和钉接的一般特征:

连接尺寸:无限制

最大厚度(mm):0.01-10

连接构件厚度有差异:有限制

不同材料可连接:

分类:

1.活动铆接。结合件可以相互转动。不是刚性连接。

2.固定铆接。结合件不能相互活动。这是刚性连接。

3.密封铆接。铆缝严密,不漏气体、液体。这是刚性连接。

成本:

铆接和钉接的材料在批量很小时也很便宜,快捷和经济,设备、工具和劳动力的花费都很低,工艺可以自动化。

典型产品:

钉接有:纸张,皮革,衣服,纤维板。铆接则扩展到了飞机、汽车、航海器具上,并有广泛的潜力。

2、螺纹固定

螺纹连接是一种广泛使用的可拆卸的固定连接,具有结构简单、连接可靠、装拆方便等优点。

一般特征:

连接尺寸:无限制

最大厚度(mm):无限制

连接构件厚度有差异:

不同材料可连接:

成本:

螺纹固定很便宜,整个插入过程都是手工操作,缺点是难以像其他永久性连接方式那样进行自动化生产(如焊接、铆接、粘接)。

典型产品:

螺纹固定在工程学设计当中应用广泛,但多局限于那些可拆卸的产品而可达性是必须的,这是因为其他的连接方式更简单,并且不熔体松动,便于自动化。

3、弹簧固定

弹簧固定是一种方便快捷的连接方式,无需加热,可连接不同的材料、快捷又便宜。

一般特征:

连接尺寸:受限

最大厚度(mm):无限制

连接构件厚度有差异:

不同材料可连接:

成本:

弹簧固定快捷而又便宜,在生产和使用过程中减少了装配用的时间和花费。手工的安装不需特别设备。自动的装配线需要昂贵的设备,但是很快捷。

典型产品:

弹簧固定的使用由于材料和形状的灵活而得到越来越广泛地使用,特别用于连接小型或者中型尺寸的聚合对象、金属箱或者板。公众号《机械工程文萃》,工程师的加油站!

三、焊接

图片来源:Galveston College

焊接是指通过加热或者加压,或者两者并用;加或不加填充材料;使两分离的金属表面达到原子间的结合,形成永久性连接的一种工艺方法。

详细的分类方法如下表所示。

热气焊接又称热风焊接。压缩空气或惰性气体(通常为氮气)通过焊枪中的加热器加热到所需温度,喷到塑料表面及悍条上,使得二者熔融后在不大的压力下结合的方法。对氧有敏感性的塑料(如聚酞胺等)应使用惰性气体作为加热介质,其他塑料一般用经过滤的空气即可。此法常用作聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚甲醛、聚苯乙烯,碳酸醋等塑料的焊接。

热压焊是利用加热和加压力,使金属丝与金属焊接区压焊在一起。其原理是通过加热和加压力,使焊接区金属发生塑性变形,同时破坏压焊界面上的氧化层,使压焊的金属丝与金属接触面间达到原子的引力范围,从而使原子间产生吸引力,达到键合的目的。

热板焊接采用抽板式结构,由电加热方法将加 热板机 热量传递给上下塑料加热件的熔接面。使其表面熔融,然后将加 热板机 迅速退出,上下两片加热件加热后熔融面熔合、固化、合为一体。整机为框架形式,由上模板、下模板、热模板三大块板组成,并配有热模、上下塑料冷模,动作方式为气动控制。

超声波金属焊接是利用高频振动波传递到两个需焊接的金属表面,在加压的情况下,使两个金属表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合,其优点在于快速、节能、熔合强度高、导电性好、无火花、接近冷态加工;缺点是所焊接金属件不能太厚(一般小于或等于5mm)、焊点位不能太大、需要加压。

激光焊接是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法。是激光材料加工技术应用的重要方面之一。一般采用连续激光光束完成材料的连接,其冶金物理过程与电子束焊接极为相似,即能量转换机制是通过“小孔”(Key-hole)结构来完成的。孔腔内平衡温度达2500 0C左右,热量从这个高温孔腔外壁传递出来,使包围着这个孔腔四周的金属熔化。小孔内充满在光束照射下壁体材料连续蒸发产生的高温蒸汽,光束不断进入小孔,小孔外的材料在连续流动,随着光束移动,小孔始终处于流动的稳定状态。熔融金属充填着小孔移开后留下的空隙并随之冷凝,焊缝于是形成。

硬焊(brazing)是一种焊接方式,将熔点低于欲连接工件之熔填料(钎料)加热至高于熔点,使之具有足够的流动性,利用毛细作用充分填充于两工件间(称为浸润),并待其凝固后将二者接合起来的一种接合法,传统上在美国温度高于800 ° F(427 ° C)者称为硬焊(硬钎焊),反之称为软焊(软钎焊)。

手工焊是手持焊炬、焊枪或焊钳进行操作的焊接方法。

电阻焊 (resistance welding),是一种以加热方式接合金属或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术,是工件组合后通过电极施加压力,利用电流通过接头的接触面及邻近区域产生的电阻热进行焊接的方法。

摩擦焊 是以机械能为能源的固相焊接。利用工件端面相互摩擦产生的热量使之达到塑性状态,然后顶锻完成焊接的方法。

电渣焊 是利用电流通过熔渣所产生的电阻热作为热源,将填充金属和母材熔化,凝固后形成金属原子间牢固连接。在开始焊接时,使焊丝与起焊槽短路起弧,不断加入少量固体焊剂,利用电弧的热量使之熔化,形成液态熔渣,待熔渣达到一定深度时,增加焊丝的送进速度,并降低电压,使焊丝插入渣池,电弧熄灭,从而转入电渣焊焊接过程。电渣焊主要有熔嘴电渣焊、非熔嘴电渣焊、丝极电渣焊、板极电渣焊等。它的缺点是输入的热量大,接头在高温下停留时间长、焊缝附近容易过热,焊缝金属呈粗大结晶的铸态组织,冲击韧性低,焊件在焊后一般需要进行正火和回火热处理。

高频焊 (high-frequency welding)是以固体电阻热为能源。焊接时利用高频电流在工件内产生的电阻热使工件焊接区表层加热到熔化或接近的塑性状态,随即施加(或不施加)顶锻力而实现金属的结合。

铆接就是指两个厚度不大的板,通过在其部位上打洞,然后将铆钉放进去,用铆钉枪将铆钉铆死,而将两个板或物体连接在一起的方法

热熔经过加热升温至(液态)熔点后的一种连接方式.


 
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