【JT交通运输标准】 船舶机械零部件粘结修复工艺

中华人民共和国交通部指导性技术文件 船舶机械零部件粘结修复工艺 JT/Z 4007-80 本文件作为船舶机械零部件及各种管路产生裂纹、小孔、疏松等缺陷，需用粘结修复时的指导性技术文件。 一、一般要求 1. 粘结修复工艺简单，操作方便，成本低，周期短，效果快等优点，因此在船舶和机械修理行业中越来越泛地得到应用。但是胶粘剂具有挥发性，易燃，大量使用时应做好防护措施。 2. 工作温度高于900℃，低于－20℃的受损机件，不宜用本文件所涉及的胶粘剂修复。 二、修复前的准备 3. 清洗工作 (1) 一般损坏可用丙酮或四氯化碳清洗修复部位的油污和杂质。受损面积大的零部件可直接放入酸洗池内进行酸洗。 (2) 用铁铲、钢丝刷、砂纸（有条件的用喷砂）等工具清除待修复部位及其周围的锈迹，直至露出金属光泽为止。 (3) 冲洗锈斑油迹后，再用丙酮清洗一次。 4. 降低表面光洁度 根据粘结剂的特点，被修复件尽可能做成套接或槽接结构进行修复。被粘结面的光洁度越低，粗糙度越小，若达不到要求的粗糙度应辅以人为加工。 5. 备好各种形状的凿子及锤头、带柄铜刷、毛刷、漆刷、链刀、天平秤、电子秤、加温湿箱等工具。 三、接头的类型 6. 粘接头方式是工艺的重要问题。在粘结结构中，槽接和套接因可达到较高的粘结强度，因此被广泛采用。套接的轴向剪切强度可达1000kgf/cm²，扭转剪切强度可达590kgf/cm²，抗拉强度可达500~800kgf/cm²，粘结剂本身的抗压强度可达1000kgf/cm²以上，并能承受较大的冲击力。粘结强度与被粘结件本身的机械性能有关：本体材料的刚度越高，其粘结强度越高；材料的韧性越好，其抗拉强度越高。因此，为了提高套接或槽接的粘结力，应设法提高机械的刚度和本体材料的韧度，并增加粘结面积。 7. 在粘结结构中，除最常用的套接、槽接或搭接头外，其他接头主要有以下四种类型： (1) 角接接头：有5种典型接法。对于较厚的材料可采用(b)型接法。对于(c)、(d)、(e)型接法效果较差，粘结强度较低，应尽量避免采用。 (2) T型接头：有6种典型接法。一般情况下不采取(a)型接法；(b)、(c)型接法主要用于受力方向一定且承受载荷较小的地方；支承型接法(d)型和插入式接法(f)型则可得到较高的粘结强度。 (3) 对接接头：有8种典型接法。(a)型接法因粘结面积小，受任向方向的力时容易形成不均匀撕离，应设法增大其粘结面积，一种方法是采用斜面对接法、台阶式对接法或插入式对接法。另种方法是将接头变成错接(e)或双盖片搭接(f)/(h)。其中(b)、(h)型效果最好，缺点是两面均不平整。(e)(f)型使用较多。 (4) 平面接头：只有一种接法。 四、胶粘剂的调配 8. 国内胶粘剂配方繁多，按使用范围通常分为“高温粘结剂”和“低温胶粘剂”两类： (1) 常用高温粘结剂（即无机胶粘剂，适用于-900℃）： a. 所用原料：氧化铜(CuO)、磷酸($H_3PO_4$)。 b. 调和比：指每毫升磷酸溶液加入氧化铜粉的克数。 c. 固化时间：24小时。 (2) 常用低温胶粘剂（即有机胶粘剂，适用于-20～85℃）： a. 所用原料：环氧树脂（一般用6101）、固化剂（一般采用胺类原料，如三乙烯四胺）、增塑剂（一般用邻苯二甲酸丁酯）。 b. 配比及其机械性能：以环氧树脂6101、固化剂三乙烯四胺、增塑剂邻苯二甲酸丁酯为例，其重量比关系如下： 环氧树脂(6101)：100 固化剂(三乙烯四胺)：12 增塑剂(邻苯二甲酸丁酯)：15 注：使用酰胺类固化剂（如502、聚酰胺）时，固化后材料硬而脆，耐冲击力较差；使用三乙烯四胺等配方时，材料韧度较高。 (d) 影响强度的因素： (1) 调和比越大，粘结强度越高，固化速度越快，通常取3～4最为合适。 (2) 待粘表面光洁度越低，粘结强度越高。 (3) 粘结后在室温下放置的时间越长，粘结强度越高。 (4) 套接或槽接时的间隙在0.3-0.4mm之间时粘结强度最高。 9. 调配注意事项： (1) 工具要洁净； (2) 调配比要准确； (3) 冬季调配时环氧树脂要加热成流体； (4) 在流体环氧树脂中必须先加增塑剂搅拌，然后再加固化剂充分搅拌； (5) 在未固化前，严禁胶粘剂与水接触。 10. 胶粘剂的添加成分（填料）： 在胶粘剂的配方中，加入以下填料可以降低成本并提高机械性能： - 石英纤维、玻璃纤维：提高冲击强度、抗弯强度，增强韧性 - 铁粉、石英粉、瓷粉：增强强度 - 氧化铝、石膏粉：提高耐热性，增强粘结力 - 石棉、硅胶粉：增加导热性、导电性 - 铝粉、铜粉、银粉：提高耐磨性 - 石墨粉、二硫化钼：增强耐腐蚀性 五、修理方法及工艺 11. 根据机件的损坏程度、外形尺寸、工作条件，可采用以下几种修补方法： (1) 填缝修补法：适用于受压不大（小于10kgf/cm²）的零件，如阀盖、容器、冷却系统、海水泵、循环泵等。修理工艺：准备好凿子、锉刀、砂纸等工具；找出裂纹准确位置；用锉刀沿裂纹凿出“V”型槽、燕尾槽或台阶槽，深度视零件厚度而定；用丙酮或四氯化碳清洗裂纹及周边；在槽内灌满配制好的胶粘剂；自然干燥后进行表面修饰，最后进行水压试验。壁厚3mm以下的机件可采取在裂纹处糊上玻璃布或用压敏胶缠止裂纹的方法；若裂纹穿透，一般在胶粘剂中加入填料后填补裂纹处，然后在工件上贴上玻璃布并涂上胶粘剂。 (2) 螺钉法：适用于气缸盖、气缸体、离心泵、增压器壳体等有小气孔的零件。修理工艺：清洗被修零件并确定气孔位置；在气孔处钻孔（钻径略大于气孔直径），钻至气孔底后用丝锥攻丝；用丙酮清洗螺钉及孔；在螺钉及孔内涂上胶粘剂；将螺钉紧固入孔；去除溢出的胶粘剂并修平螺钉头部；固化后进行水压试验。 (3) 压力法：适用于铸件组织疏松、有渗漏情况。修理工艺：清洗渗漏部位及周围，用压缩空气吹洗数分钟；用油枪或其他加压法将调配好的粘结剂强力注入工件疏松处；固化后进行水压试验。 (4) 机械夹紧法：适用于铸铁零部件裂纹较多或穿孔较大的情况。分为： a. 盖板式：将裂纹面及盖板表面清理后涂上胶粘剂，然后用螺钉固定压紧。 b. 镶铁块式：在穿孔或裂缝处加工成直槽，选用同材质铁块，间隙控制在0.3~0.5mm，清洁后涂上胶粘剂并压入槽内，固化后进行水压试验。 (5) 玻璃钢修补法：适用于由于磨损导致的泵壳、管系漏损或穿孔的修补。