在汽车制造过程中,作为一种金属连接的方式,结构粘合剂的应用正处于迅猛发展阶段1~3)。结构粘合剂可增强粘接结构的刚性、耐久性和抗冲撞性。此外,由于该粘合剂使用,使得相容性差的金属之间的粘接变容易,从成本和车体重量方面加大了车体结构优化设计的可能性。
该结构粘合剂的采用有助于提高点焊设计性能,或在提高结构性能的同时,通过减少点焊数而降低成本4-9)。该结构粘合剂的采用使我们可对难以焊接的结构,如高强度钢材、铝材或点焊设备无法进驻的区域,进行组装。
结构粘合剂可利用环氧树脂、橡胶、丙烯酸酯和聚氨酯这些材料配制。
然而,由于环氧树脂优异的机械性能以及目前汽车制造的工艺要求,因此选用环氧树脂来开发车体结构粘合剂。
性能要求----工艺和机械性能
为提高车体结构的抗冲撞性,所设计的结构粘合剂在动态条件下表现出良好的韧性。然而,该粘合剂也必须满足用户工艺窗口内所涉及的应用要求,如机械强度和耐久性方面的严格要求。
为确保钢材的粘接接头具有长期稳定性,因此采用标准加速老化试验对其粘接强度进行评估。测试粘合剂在老化试验前和老化试验后,在不同基材上的抗剥离强度和搭接剪切强度。此外,还须通过疲劳试验来模拟粘接接头的性能,从而评估粘合剂在不同负荷下的长期稳定性。
在试验室中,可采用冲击剥离试验(ISO 11343)11)测量动态条件下粘合剂和钢材之间的粘接接头的粘接强度。采用结构粘合剂将两块具有特定形状的钢板试件粘接起来。然后,将一个固定在框架中的楔块放在试件间未被粘合的空隙处(位于粘合区的出口位置)。然后施加重力到框架上,使楔块挤出并从试件间穿过。