环氧胶粘剂粘接工艺研究-精宏干燥箱的使用！！

0 前 言

随着航天器电子产品的小型化、轻量化发展， 人们对组装工艺提出了更高的要求。环氧胶粘剂 以其优异的粘接性、良好的工艺性和环境适应性等 而广泛应用于航天电子产品中。然而，环氧胶粘 剂固化条件、被粘接件的表面状态等工艺过程因素 均会对胶接质量产生重要的影响，研究工艺过程 因素对胶接质量的影响可提前识别风险，有效指导 胶粘剂在产品中的进一步应用。

1 试验部分

1.1 试验原料

环氧胶A（双组分），工业级，中蓝晨光化工研究 设计院有限公司；环氧胶 B（双组分），工业级，美国3M 公司；环氧胶 C（双组分，银填充环氧胶），工业 级 ，美 国 EPOXY TECHNOLOGY 公 司 ；钢 片（45# 钢），西安艾利特电子实业公司；松香，特级，陕西华 星实验仪器经销部；固体薄膜保护剂，工业级，北京 邮电大学化学防护研究所。

1.2 试验仪器

SP200型智能烙铁，美国 OK公司；TIME3221型 粗糙度测定仪（Ra精度 0.001 μm），瑞士 TESA 公司； DHG9078A 型电热鼓风干燥箱，上海精宏实验设备 有限公司；DEVON2213 型砂纸打磨机，南京德朔实 业有限公司；MS204S 型电子天平，上海舜宇恒平科 学仪器有限公司；CMT7204 型电子拉力试验机，深 圳市新三思计量技术有限公司。

1.3 试验制备

1.3.1 金属表面处理

表面粗糙度以表面处理所用砂纸型号表示，砂 纸型号越大，打磨后的金属表面平均粗糙度越小， 表面越光滑。打磨后检测并记录粗糙度数值，试验 采用 800 目和 200 目两种砂纸打磨样件。经测量， 两种砂纸打磨后的样件表面粗糙度分别为 0.05 μm 和0.33 μm。 表面清洁状态分为两种：第一种采用固体薄膜 保护剂对样件表面进行封闭处理，用于环氧胶 A 和环氧胶 B 的试验样件制备；第二种将松香涂抹在样 件表面后，使用智能烙铁加热模拟实际焊接状态， 然后简单擦洗，用于环氧胶C的试验样件制备。

1.3.2 测试样条的制备

钢片按照 GB/T 7124—2008标准规定的尺寸加 工，制作单搭接接头，经过打磨、粗糙度测试、表面 处理、清洁、胶接、固化、清理、厚度测量等步骤后， 形成胶接样件。

2 结果与讨论

应用Minitab软件对试验结果进行统计分析，分 别以工艺因素作为自变量，拉伸剪切强度作为因变 量，进行试验数据的统计分析。的拉伸剪切强度。 被粘材料的表面粗糙度对三种胶粘剂固化后 拉伸剪切强度也有着较为显著的影响，在给定的两 种粗糙度界面上，环氧胶A倾向于更为粗糙的界面， 而环氧胶B和环氧胶C在较为光滑的表面上粘接效 果更好。对于给定的两种胶层厚度，环氧胶 A 的胶层 厚度为 0.2 mm 时固化后拉伸剪切强度较高；而对于环氧胶 B 则反之，选用 0.1 mm 的胶层厚度可以 获得更好的粘接效果；对于环氧胶 C，胶层厚度并 不是显著的影响因素。试验给定的固化压力、表 面清洁状态两种因素对固化后拉伸剪切强度的影 响较小。查三种胶粘剂的材料手册，可以得到三种胶粘 剂的剪切强度标称值。按照优化后的工艺水平开 展验证试验。从试验验证结果可以看出：对于环氧胶 A 和环 氧胶B，优化工艺的实测值与预测值基本一致，且高 于材料手册标称值，达到了提升胶接剪切强度的目 的，得到了较优化的工艺因素；对于环氧胶 C，实测 值（15.59 MPa）与理论预测值（22.15 MPa）有较大的 差异，但仍远高于材料手册标称值。分析原因可能 是，由于环氧胶C是环氧胶与银颗粒的混合物，其性 质难以用简单的线性模型准确模拟，故导致优化值 与实测值出现较大偏差。通过对试验结果和理论预测结果的对比和分 析，发现尽管在个别胶粘剂的模型准确性上存在一 定的差异，但是对于工艺因素的优化，仍认为是合适 的。

3 结 语

（1）以航天器电子产品中常用的三种胶粘剂 为研究对象，采用部分析因试验设计法研究了固 化温度、固化时间、预固化、胶层厚度、压力、表面 粗糙度、表面清洁状态等工艺因素对胶粘剂拉伸 剪切强度的影响，发现影响较显著的工艺因素是 固化温度，其他因素对不同胶粘剂有不同的影响 程度。
（2）应用 Minitab 软件对试验数据进行统计分 析，得到了工艺因素对拉伸剪切强度的回归拟合 方程，可用于工艺因素对胶接强度影响的预测。
（3）优化三种胶粘剂的工艺因素组合，得到该 组合下的拉伸剪切强度预测值，并进行试验验证。 环氧胶 A 和环氧胶 B 的结果一致性较高，最终得到 三种胶粘剂的较优工艺条件。