标牌(标识)设计、制作、安装新工艺新技术与新材料手册(十六)

第九章塑料膜片的鉴别及其质量与面积的关系

续表
项目!"# !# !$%
折压试验
折压后反弹力较差,
折痕根部泛白色,折压
后回弹角小于&’(
有折痕,但根部不泛
白,有一定回弹。折压
回弹角约呈)*(
折压后有明显回弹,折
痕根部呈圆弧状,折压角
近干+*(
印刷性油墨范围较宽
对一般塑料油墨均
能吸收
对普通塑料油墨附着
不牢,边缘不光洁,需专
用油墨
燃烧鉴别
易燃性困难慢燃中等
自灭性离火即熄离火慢熄无
气味盐酸味、氯气味清新炭味燃烧煤味
火焰
黄色火焰、绿边喷
出;黄绿色,白烟
黄色火焰,浓密黑
烟,燃烧时有泡及炭
黄色火焰、烟,能稳定燃

第二节膜片质量与面积的关系
为了方便对标牌用料的核算,兹将!"#、!#、!$% 各常用规格的质量与面积的
关系分别列于表+ , - . 表+ , )。表中系根据各材料的平均密度值计算,同时以国
际单位为单位。
) / 0 第五篇标牌基材与表面处理及表面装饰新工艺新技术

表! " # $%&膜片厚度的质量与面积换算
厚度’(( 每平方米的质量’)* 每公斤的面积+ (#
,-,./ ,-0,#, !-1,23
,-0, ,-02/! .-2/3,
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/ 2 . 第九章塑料膜片的鉴别及其质量与面积的关系

续表
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, ) - 第五篇标牌基材与表面处理及表面装饰新工艺新技术

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2 # 2 第九章塑料膜片的鉴别及其质量与面积的关系

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+ - . 第五篇标牌基材与表面处理及表面装饰新工艺新技术

续表
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+ . ( 第九章塑料膜片的鉴别及其质量与面积的关系

第三节常用膜片品牌标记
常用膜片的厂商品牌标记参见表! " #。
表! " # 常见的薄膜产品商标标识
标识产地与品种
江苏琼花集团$%& 薄膜
绵阳龙华化工有限公司$& 薄膜
德国拜耳公司$& 薄膜
美国’( 公司)(*+, $& 薄膜
- . / 第五篇标牌基材与表面处理及表面装饰新工艺新技术

续表
标识产地与品种
美国立时好!"#、!$% 薄膜
英国卜内门&%& 胶片
英国柯图泰涂层!"# 薄膜
日本’&()#) 公司!%、!"# 薄膜
日本帝人公司!%、!"# 薄膜
日本东丽公司聚酯胶片
* + , 第九章塑料膜片的鉴别及其质量与面积的关系

续表
标识产地与品种
日本三菱公司!"# 薄膜
日本太阳牌!$%、!% 胶片
中国台湾南亚!$% 胶片
美国好事塔!"# 薄膜
& ’ ( 第五篇标牌基材与表面处理及表面装饰新工艺新技术

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第六篇
标牌( 标识)
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安装新工艺新技术

第一章粘接新工艺新技术
随着产品面饰工艺水平的提高和粘接剂新品种的不断出现,在产品生产过程
中,为了降低成本、提高质量、简化工艺与美化产品,对标牌的贴附方式也随之提出
了新的要求。
最早使用的铆接法,虽然牢固耐用,但是给人以粗糙的感觉。目前大多数都用
于重型设备及强震动条件下工作的产品上。对于料精工巧的高档产品,标牌贴附
采用铆接的方法,势必使产品的装饰效果受到影响,因此多采用粘接法贴附。但
是,由于各种标牌材料的差异,载体表面材料的不同,各使用环境的影响,标牌、载
体与粘接剂膨胀系数的不一致,以及粘接剂固化条件等多种因素的影响,并非所有
粘接剂都适应标牌的粘接。只有充分了解粘接物体表面的组成、状态和性能、粘合
理论、粘接的破坏机理及粘接剂性能等基础知识,才能正确地选用适当的粘接剂以
及制定合理的粘接工艺,从而得到最佳的粘接效果。
第一节被粘物体表面的性质
即使在真空度极高的条件下,人们也不可能得到绝对清洁的物体表面。通常
认为非常清洁的表面,随着在空气中暴露时间的增长,其表面都存在着肉眼难以发
现的污染物———尘埃、油污、水分及多种气体等。同时,金属表面与空气中的氧作
用,生成氧化膜层。
在空气中的物体表面易被污染的原因是物体表面具有一定的吸附作用。从分
子力学的观点来看,物体表面层的原子、离子或分子的力场,必然会扩展到物体表
层以外的空间,使在力场作用范围内的外界粒子被吸附。多孔隙的材料如氧化铝
和纸质标牌等,对污染物有更强的吸附作用。这种吸附现象几乎存在于所有物体
的表面,不同之点仅在于吸附对象、吸附数量及难易程度各有所异。
! " # 第一章粘接新工艺新技术

大气成分中通常的自然污染物在短时间内,一般都不与物体表面发生严重的
化学反应,也难以阻挡粘接剂的润湿作用。因此,如标牌之类的粘接,对清洁的表
面只要不进行人为的污染(机械加工的油脂、汗渍等)是足以满足粘接要求的。
标牌的粘接面除要求保持清洁外,其平整度也是影响粘接效果的重要因素。
如果物体表面的糙度(不平滑程度)小于! " #$% & 毫米,即物体接触面上各点都在
分子作用力范围之内时,两物体不用任何粘接剂便会自然贴合在一起,其牢固程度
近似于物体的自身强度。但是,实践证明,无论采用何种加工手段也不可能达到如
此平整的表面。固体表面即使经过镜面研磨,仍然是由峰、谷组成的微观粗糙面,
其糙度仍然为分子间作用力距离范围的!$ 倍以上。所以,物体表面的接触都是峰
点的接触,其接触面积只为物体面积的百分之几。极小面积峰点的接触,即使在接
触点周围分子间的作用力毫无损耗,这种分子间微小的吸引力也不可能承受物体
自身的重量。如果选用流动性、渗透性良好并能解吸表面吸附气体的粘接剂,利用
其流动性和渗透性排除表面吸附的气体,对物体接触面的凹谷间隙进行充填并渗
透到表面的孔隙中,可使粘接剂与物体表面分子间产生较强的作用力。当粘接剂
经物理转化(溶剂挥发)或化学变化(热固化、光固化或经催化剂常温固化)后,变成
与被粘物体结合牢固的粘稠胶状(压敏粘接剂)或坚韧固体,即达到粘接的目的。
第二节粘合理论
目前对粘接剂与粘接机理的研究以及提出的种种理论说明,例如机械镶嵌、吸
附、扩散、静电等作用,以及在这些理论基础上提出的表面能理论和粘接破坏的弱
界面层理论等,都只能部分地解释粘接现象,而不能解释所有的粘接现象。但是探
讨这些理论,对于指导粘接工作并达到最佳粘接效果却十分重要。
一、机械粘合理论
机械粘合理论认为粘接剂与被粘物体表面的粘合是纯机械啮合或镶嵌作用。
即液态粘接剂充填微观粗糙表层的孔隙,当其固化后,与被粘接面相互啮合或嵌
’ ( ) 第六篇标牌(标识)安装新工艺新技术

入,达到粘接的目的。按照机械粘合理论的观点,任何一种粘接剂都应当是能对各
种固体表面进行粘接的“万能胶”,但事实并非如此。
机械粘合理论只解释了粘接剂与固体表面粘合的部分物理现象,无法解释固
体表面化学性能的改变对粘接牢固程度的影响。
二、静电理论
静电理论认为物体中带正电的原子核对带负电的电子具有吸引力,其吸引力
大的电子亲合力大,反之电子亲合力小。不同的物质具有不同的电子亲合力。非
金属的电子亲合力一般较金属大,当亲合力不同的物体接触时,会产生电子亲合力
小的物质移向电子亲合力大的物质这一现象而产生接触电势,如同电容器两界面
的双电层相互吸引。
在粘合作用中,静电力的确存在,并有一定的吸引力。但是静电理论不能解释
不具备产生接触电势及不在界面形成双电层的非金属材料之间或自身粘合的现
象。同机械粘合理论一样,只能说明一部分粘合现象。
三、混溶扩散理论
混溶扩散理论只局限于可溶解或溶胀的高聚合物之间或自身的粘接。当溶剂
或粘接剂存在于被粘物体两界面时,会引起粘接剂与被粘物链状分子及其链段的
相互扩散和交织,即混溶为一体使粘接牢固。如果被粘物与粘接剂属同类材料,其
混溶区最终会消失,即为同种材料的自粘。
由此可知,粘接牢度必然与它们的相溶性有关:不具有相溶性的聚合物之间靠
溶剂对单方面的溶解或溶胀是难以粘接的;金属与聚合物之间靠混溶扩散粘接更
是不可能的。
四、吸附理论
吸附理论是从粘接剂与被粘物体二者表面分子间的物理力(引力)及二者表面
张力(或表面能)值的比较着手进行论述的。而二者表面能的差异直接影响粘接剂
! " ! 第一章粘接新工艺新技术

与被粘物表面分子的间距。要得到理想的粘接效果,必须首先弄清粘合作用的产
生与影响粘合作用的因素。
吸附理论认为,产生粘合的过程一方面是液态粘接剂分子在物体表面扩散并
逐渐靠近被粘物表面分子,加热和加压可以促使粘接剂分子与被粘物表面分子接
近。另一方面,当粘接剂分子与被粘物表面分子的间距接近于分子间作用力范围
时,分子间因物理力开始相互吸引,并随间距的缩短而达最强。为达此目的,首先
应使粘接剂在被粘物体表面具有良好的浸润性,否则会影响二者分子间的接触,导
致粘接牢度的下降。
粘接剂在被粘物体表面的浸润性决定于被粘物体表面的清洁程度、粗糙程度
及粘接剂与被粘物体的表面能。
液态粘接剂在固体平面上的浸润性用接触角!值表示,如图! " ! 所示。
图! " ! 液体在固体表面上的接触角(!)
当!!趋近于#$时,表示固体平面被完全浸润;当!!% &#$时,表示浸润性极
差。
固体表面的污染直接影响粘接剂的浸润性,故污染较严重的标牌,在粘接前应
当进行清洁处理。同时,固体表面的粗糙度对粘接剂的浸润性也有显著的影响。
根据理论推导和试验证实,能被液体浸润的固体表面,越粗糙越易被浸润;而浸润
性差的固体表面,越粗糙越不易被浸润。这与物体的表面张力或表面能大小有直
接关系。
表面张力与表面能对同一物体而言,其数值是相等的,可以通过图! " ’ 来说
明。图! " ’(()为系棉线的金属丝圆圈,从液体中移出时蒙有水膜的情况。图! "
’())为* 部水膜破坏后,+ 部水膜的状态。当* 部水膜破坏后,+ 部水膜明显收缩
为月牙形状。水膜这种具有拉伸性的收缩力称为液体的表面张力。如果使图())
中+ 部水膜恢复到原状,必然要克服表面张力而作功。常用产生! 平方厘米新生
, - . 第六篇标牌(标识)安装新工艺新技术

表面所需的等温可逆功来表示物体的表面能。
图! " # 液体表面张力试验示意图
各种物质具有不同的表面能,大多数金属及其氧化膜层属于高能表面,有机物
大多数属于低能表面。理论和实验已经证明:粘接剂表面能比被粘物表面能愈低
时,其接触角!愈小,浸润效果亦愈佳。
有机粘接剂多属于低表面能物质,一般都能对高表面能物质的金属类表面起
良好的浸润作用。在粘接前,常用水作为检查固体表面浸润性优劣的介质。这是
因为水的表面张力($#%& 达因’ 厘米)高于大多数有机粘接剂,只要能被水浸润的
表面,必然能被表面能低于水的各种粘接剂所浸润。
如果粘接剂的表面能大于被粘物的表面能,即会发生浸润不良的现象,从而导
致粘合力的下降。如环氧粘接剂对多种金属具有优良的浸润性和粘合力,但对许
多有机物如聚丙烯、聚四氟乙烯等材料的粘合却无能为力。必须选择表面能更低
的粘接剂才能达到良好的浸润与粘合效果。
第三节影响粘接强度的主要因素
为了获得理想的粘接效果,粘接时除应满足粘接剂的工艺要求外,还应注意如
下几点:
一、表面能
对于相同材料的互相粘接,除溶剂对其溶胀自身粘接外,所选择的粘接剂其表
( ) $ 第一章粘接新工艺新技术

面能必须低于被粘材料的表面能。表面能的差值愈大其粘接效果愈佳。
对于两种表面能相差悬殊的物质进行粘接时,如果其中低表面能物质的表面
能低于或近似粘接剂的表面能,则粘接剂与低表面能物质的粘接往往难以达到要
求,必须选择表面能比低表面能物质更低的粘接剂。
二、粘接剂粘度与被粘物表面洁净程度
粘接剂粘度过大与被粘物表面污染都不能使粘接剂对被粘物表面进行两好地
湿润,导致界面粘合力下降。从有利于界面上产生分子间作用力的条件考虑,粘接
剂在被粘物表面上应具有良好的浸润性。
因此粘接剂应具有较低的粘度。除特殊用途的瞬干胶、压敏胶及供热粘合用
的热熔胶外,,一般粘接剂涂覆于被粘物表面并贴合后,应经一定时间的浸润才凝
固,是有利于提高粘接强度的。尤其对粘度较大的粘接剂,这种浸润———凝固过程
更为重要。
三、粘接剂与被粘物的热膨胀系数
由于粘接剂凝结、固化时的收缩性和粘接剂与被粘物两者热胀冷缩的差异,在
粘接界面必然产生削弱界面粘合力的内应力,当这种内应力接近粘合力或大于粘
合力时,被粘物与粘接层极易产生缝隙甚至脱落。
所以对膨胀系数相差较大的金属标牌与高聚合物粘接时(高聚合物的热膨胀
系数一般要比金属大得多),应选用具有弹性的粘接剂如橡胶系、丙烯酸系压敏胶
或具有韧性的热熔胶等。
第四节粘接面的受力状况
粘接面在各种使用条件下均存在着受力作用。根据外力的方向与力在粘接面
上的分布情况,可分为四种类型,如图! " # 所示。
$ % & 第六篇标牌(标识)安装新工艺新技术

图! " # 粘接面的受力状况
一、均匀扯离力
与粘接力方向相反,与粘接面垂直并均匀分布在整个粘接面上的力称为均匀
扯离力,如图! " #($)。在标牌粘接中这种受力情况较少,一般表现为标牌水平向
下,如飞机仓内顶部标志等。
二、剪切力
外界作用力平行于胶接面并平均分布在胶接面上的力称为剪切力,如图! " #
(%)。在标牌粘接中这种受力状况较为常见,表现为边沿碰撞、磨擦、垂直静置或振
动及水平振动等。
三、不均匀扯离力
外界力垂直于粘接面,方向与粘接力方向相反,受力在粘接面上的分布不均
匀,如图! " #(&)。这种受力状况表现为硬质标牌的撬起、标牌倾斜向下等。
四、剥离力
外界力方向与粘接面夹角小于’(),并集中分布在与力的方向垂直的一条直线
! * + 第一章粘接新工艺新技术

上的力称为剥离力,如图! " #($)。这种受力状况主要表现在可卷曲的软质标牌
的撕剥。
第五节粘接的破坏形式
标牌粘接的破坏(或失败)决定于被粘物、粘接剂和界面层三者中的最低强度。
在外力作用下通常发生的破坏形式有如下四种:
一、粘合破坏
标牌在外力作用下的脱落发生在相接剂与标牌(多指硬质)界面的脱离,如图
! " %(&)。宏观感觉是界面的纯粘合破坏(铭碑与粘接剂成粘接剂与载体分离)。
但纯粘合破坏在使用中极为少见,绝大多数的破坏是界面区弱界面层的内聚破坏。
只不过弱界面层的破坏不易被肉眼所发现而已。粘合破坏与粘接剂性能、被粘物
表面处理程度及粘合工艺均有密切关系。
二、内聚破坏
在外力作用下,粘接剂基体本身破坏称为内聚破坏,如图! " %(’)。这种破坏
形式表明界面粘接牢固,其粘接强度大于粘接剂自身的内聚强度。常见于两个粘
合面均匀涂覆压敏粘接剂贴合后的揭起。
三、混合破坏
由于外力的作用,粘接面的破坏成为粘合破坏和内聚破坏兼有的形式,如图!
" %(()。这种破坏形式极为常见。
四、被粘物体破坏
被粘物体的破坏,如图! " %($)。如果就硬质固体而言,则表明粘接强度大大
) * + 第六篇标牌(标识)安装新工艺新技术

超过被粘物体自身的内聚强度。这种现象在硬质固体上的发生多见于金属标牌与
漆面的粘合;在软质固体上的发生多见于丝印薄膜标牌压敏粘合后的剥离。这两
种标牌在载体上粘合后,由于漆层与基体的结合力小于粘接强度,在拉脱或剥离力
的作用下,漆层被粘接剂粘拉脱落。这种被粘物体的破坏形式往往都为混合破坏,
即既有粘合破坏也有被粘物体的破坏。根据粘胶与底材各自的强度及粘接工艺要
求,形成几种破坏形式比例的差异。
图! " # 粘接的破坏形式
第六节标牌的粘接剂
标牌的粘接几乎全部都是在产品或载体部件加工完毕后进行的。由于产品的
体积、重量、耐温性等条件的限制,不可能采用热固化型的粘接剂对标牌进行粘接。
一般都按不同的要求选用压敏性、室温快速固化性及热熔性等种类的粘接剂。
一、压敏型粘接剂
压敏粘接剂具有对压力敏感的性能,并具有较强的粘接性。在外界压力作用
下,能很快与被粘物牢固贴合,其粘合作用是在半固化状态下生效的。胶层始终处
于一定的湿润状态,故亦称不干胶。不需用时,可以连同胶层一起揭起,被粘物表
面不留任何胶痕。常见的医用氧化锌橡皮膏、电工绝缘胶布、办公用透明粘胶带所
采用的粘接剂,均属压敏型粘接剂,只不过这些粘接剂根据不同的使用要求,其表
面能各有差异而已。到目前为止,压敏粘接剂的品种已有数十种之多,按其大类分
$ % & 第一章粘接新工艺新技术

为橡胶型(天然橡胶、聚异丁烯橡胶及再生橡胶等)和树脂型(以聚丙烯酸酯树脂为
主)。
压敏粘接剂与一般粘接剂不同之处在于既要求它对多种材料有很好的粘附性
能,以便在很小的压力下能迅速粘附;同时又要求在剥离时被粘物表面不留胶痕,
并可以反复粘贴。根据粘合吸附理论可知,这类粘接剂的胶内分子作用力(内聚
力)必须大于粘接剂分子与被粘物表面分子间的作用力(粘附力)。为了满足上述
要求,单一的高分子聚合物是无力胜任的。有时为了某一特性的要求,还需配以其
它组分的材料。例如橡胶系压敏胶,为了增强粘性,需加入萜烯树脂、松香等;为提
高可塑性,可加入矿物油等。丙烯酸系压敏胶为提高其内聚强度,可加入丙烯酸甲
酯;为改善其流动性,可加入丙烯酸等。
压敏粘接剂几乎适合各种基材标牌的粘接,对软质标牌以及热膨胀系数悬殊
较大的材料,相互粘接尤为理想。用于硬质标牌的粘接,一般都不采用压敏胶液,
而采用经压敏胶液浸渍或涂布过的双面粘胶纸、布或薄膜等,利用薄质基体双面的
胶层连接被粘物体(标牌与载体)。双面压敏粘胶带也同样是软质标牌的理想粘接
剂。
双面压敏粘胶带多采用质薄而韧性良好的基材(如桑皮纸),经双面涂胶贴附
于防粘纸上,然后成卷待用。使用时揭去防粘纸进行粘接。随着双面粘胶带结构
的改进,近几年来又出现了可转移的压敏双面胶膜带,其作用同一般双面粘胶带,
但胶带由纯胶膜构成,系胶液涂布于防粘纸上形成的压敏胶膜。防粘纸两面的防
粘性能有显著差别,成卷的胶带在打开使用时,胶膜能保证附着在防粘性较差的一
面,当与标牌贴合时,这层防粘纸极易剥离,露出胶膜便于向载体上粘贴。
压敏胶是粘接剂中的重要类型之一,具有使用简便、无毒、初粘性强、用其制作
的粘胶带运输及储存方便等一系列优点。其耐热性虽不够高( !"#以下),粘接强
度不如其它粘接剂,但具有对低表面能物体粘接的性能,其中包括难以粘接的氟塑
料等。因此,它是标牌粘接的良好粘接材料。下面分别对常用于标牌粘接的多种
压敏粘接剂予以简介:
$%&’—( 压敏胶
&’—( 压敏胶系乳白色水性乳液。具有气味小、不泛黄、不含有机溶剂的特
点,适用于以聚酯薄膜等为基底的薄膜标牌的粘接。
) * + 第六篇标牌(标识)安装新工艺新技术

!"#$—% 电影接片胶液
该胶液无色透明,有优良的内聚力和粘接力,透明度好,耐候性好。其剥离强
度!!&’ 克( 厘米,抗拉强度!)’ 公斤( *+ , )’ 毫米!。适合多种标牌的粘接。
*"#$—)’ 压敏乳胶
该胶为乳白色水性乳液。具有无毒、气味小的特点,适用于纸质标牌、标签的
粘贴。
%"#$—))#-. 用乳胶
该胶具有无毒、无味、不燃的特点,可用于纸质标牌、标签的粘接。
+"#$—)! 不干标签纸用乳胶
该胶性能与#$—)) 乳胶相近,粘性更佳。适用于纸质标牌及薄铝质标牌的粘
接。
/" 长城01—!’) 压敏胶
该胶是由聚异丁烯橡胶与萜烯树脂等配制而成的单组份橡胶系压敏粕接剂。
利用接触压力即可粘牢。使用温度在2 %’ 3 +’4之间,剥离强度5 !’’ 克( 厘米。
适用于聚乙烯、聚丙烯、聚酯等薄膜及金属标牌的粘接。
6" 07—+ 压敏胶
该胶属丙烯酸系压敏粘接剂,其主要成份为丙烯酸异辛酯。胶液不含溶剂,初
粘性好,无毒。适用于金属薄片及非金属薄膜的粘接。剥离强度5 %’’ 克( 厘米。
&" .8-接触型乳液
该胶系丙烯酸—醋酸乙烯共聚、自身交联的接触型粘接剂。适用于多种材料
的粘接,初粘性好,适合机械化连续粘接工艺。
9" 金菱牌接触型粘接剂
该胶具有初粘力强、耐低温性好、常温固化且固化后胶层柔韧等优点。适用于
大多数非金属硬质标牌、度盘的粘接。对热膨胀系数相差较大的材料粘接,效果更
佳。
)’"/"—! 硅酮压敏粘合剂
这是一种由部分羟基封端的聚甲基苯基硅氧烷组成的甲苯溶液,具有良好的
+ + 6 第一章粘接新工艺新技术

粘接性和压敏性。它可以在很宽的温度范围内对表面能低的物体进行有效的粘
接。由于有机硅聚合物较环氧树脂、酚醛树脂有较低的表面能,以至能在四氟乙
烯、聚酰亚胺等低表面能的界面上形成吻合良好的浸润状态。
该胶与其它压敏粘接剂一样,其粘合作用是在半固化湿润状态下生效的。也
可以加入! " #$的%&’!% 氯过氧化苯甲酰固化剂,进一步提高其粘接强度。
未加固化剂的胶液经涂布后,待溶剂挥发至一定程度即可贴合粘接。胶层初
粘性好。用此胶对聚酯薄膜与()*塑料粘接,其剥离强度大于!+, 克- 厘米;对铝板
与()*塑料粘接其抗拉强度!+ 公斤- 厘米%。适用于薄膜及金属标牌的粘接。由
于该胶的渗透性强,不宜用于纸质标牌的粘接。
多数的压敏粘接剂都可以用于制作双面压敏胶粘带,其性能与同类胶液相同。
!!& ./—%0 双面压敏胶粘带
这是一种在长纤维纸的双面涂以橡胶系压敏胶粘剂,再复以防粘纸的带状粘
合材料。
它对多种金属和非金属材料,如不锈钢、铝合金、聚酯薄膜、()*塑料、聚苯乙
烯、四氟乙烯、聚氯乙烯、有机玻璃等均能粘合。适用于多种标牌、度盘的粘接,其
技术性能如下:
粘合力:!,,, " !+,, 克- %&+ 厘米
耐水性:自来水常温浸泡+ 天,剥离强度!!,,, 克- %&+ 厘米。
热老化性能:经1,2 3 !’ 天老化后,剥离强度!!,,, 克- %&+ 厘米。
使用时将双面胶粘带解卷后,使粘性面与清洁的被粘物表面贴合,根据不同的
被粘物表面形状,裁去胶粘带多余部分,然后揭去防粘纸使胶面与载体贴合,用指
触压力即可粘牢。
操作时应保持胶面的清洁,以免影响粘接效果。
二、室温快速固化型粘接剂
标牌与设备或载体粘接后,一般不经加热固化,因此选用的粘接剂必须能在常
温条件下自然固化,而且要求固化时间尽可能短。下面介绍部分在常温下能短时
间固化的粘接剂。
4 + 1 第六篇标牌(标识)安装新工艺新技术

!"#$—%!!—!室温快速固化粘接剂
该胶主要由双酚& 环氧、液体橡胶活性增韧剂和三氟化硼络合物固化剂所组
成,为双组份粘接剂。它具有固化速度快、粘接强度高、在较高的温度下仍有较强
的粘接性等优点。适合于快速定位粘接。
该胶双组份比例为&’( ) * + % ’ !(重量比),固化只需在常温(,-.)条件下经
/"- + , 小时即可。用于粘接铝合金时按上述不同比例配制的粘接剂,其常温抗剪
强度为,/- + ,0, 公斤1 厘米,,在!//.高温下抗剪强度为,/ + !*2 公斤1 厘米,。
该胶组份的比例及固化时间对抗剪强度的影响见表! 3 !。
表! 3 ! #4—%!!—!粘接剂不同条件下的抗剪强度(公斤1 厘米,)
固化时间
(小时)
双组份比例(& 组’ ( 组,-.)
*’! -’! 0’! %’!
/"- ,25 !%0 ,/0 !2!
!"/ ,-2 ,!- ,!/ !26
!"- ,2, ,/0 ,!0 !%,
,"/ ,20 ,!% ,!% !%0
该胶耐介质及老化性能见表! 3 ,。
表! 3 , #4—%!!—!粘接剂耐介质及老化性能
试验条件常温抗剪强度(公斤1 厘米,)
常温汽油浸泡*/ 天,65
常温水浸泡!/ 天,65
沸水煮- 小时!%-
!//.热老化,// 小时,0/
野外自然老化半年,,%
0 - 0 第一章粘接新工艺新技术

使用该胶时被粘物表面应无锈蚀、油污,并要求干燥。当!、" 两组份混合后
即发生化学反应,使之粘度迅速变大。故每次使用时不宜多配,应随配随用。不适
宜面积较大的标牌粘接。同时由于" 组份通水或碱即失效,在未固化前,粘接剂
禁止与水或碱性物质接触。
#$%&—’()—!常温固化韧性环氧粘接剂
该胶主要由新型缩水甘油脂、环氧树脂、液体橡胶及酚醛改性胺类固化剂等配
制而成。分为!、" 两组份包装。它具有韧性好、剥离强度高及常温固化等优点。
可用于金属、非金属材料的粘接,对!"* 塑料等热塑性材料也有较好的粘接强度。
适合硬质标牌的粘接。由于粘接剂具有较好的韧性,对热膨胀系数相差较大的材
料相互粘接,效果较好。其主要性能及技术指标如下:
(()采用铝箔或铝板与喷漆面粘接,其剥离强度可达# 公斤+ 厘米以上;
(#)能与铝、铜、不锈钢、玻璃、硬质聚氯乙烯等进行良好地粘接;
(,)!、" 两组份按# - #$. / ((重量比)的比例配合,#01(0 小时达较高的使用
强度,#01#) 小时完全固化;
())抗冲击、振动性好;
(.)耐热冲击性和耐介质浸泡性能良好;
(2)该胶在不同条件下粘接铝合金性能见表( 3 ,。
使用该胶粘接不同材料的性能见表( 3 )。
表( 3 , %4—’()—!粘接剂对铝合金的粘接性能
固化及试验条件常温抗剪强度(公斤+ 厘米# ) 垂直剥离强度(公斤+ 厘米)
常温#0 小时(#0 - (50 ,$. - #$.
#01 + 5 小时(.) )
201 + # 小时#(’ ,$6.
501 + # 小时#2’ ,$.0
常温浸水6 天(.0 - (50 ,$# - #$6
5 . 6 第六篇标牌(标识)安装新工艺新技术

续表
固化及试验条件常温抗剪强度(公斤! 厘米" ) 垂直剥离强度(公斤! 厘米)
汽油浸泡# 天$%& ’("&
) *+ , - *+.循环五次$*& ’(&
表$ - / 01—2$/—!粘接剂对不同材料的粘接性能
粘接材料常温抗剪强度(公斤! 厘米")
铝合金—有机玻璃&+ , #+
铝合金—345 塑料*+ , #+
铝合金—硬聚氯乙烯*+ , #+
铝合金—聚氯乙烯/+ , #+
铝合金—黄铜$’+ , "++
’( 67—$&—$ 粘接剂
该胶为单组份粘接剂,适用于橡胶、金属、陶瓷、玻璃钢、聚丙烯及345塑料与
金属的粘接以及聚丙烯、聚苯乙烯、有机玻璃之间的互粘和自粘。它具有耐水、耐
油、快干及初粘力强等特点。初粘只需在数分钟内即可止动,"+ 分钟内粘接固定。
使用时最好两次涂胶或在两个被粘物表面同时涂胶,待溶剂挥发后叠合压紧,
室温固化。如胶液粘度过大,可用醋酸乙酯稀释。
/( 6—’2 室温快速固化粘接剂
该胶主要成份为双组份丙烯酸酯反应性粘接剂,分二液型的3、4、8 和底胶型
的9 四种型号。3、4、8 与9 型略有差异。一般双组份的混合比例约为$:$。使用
时可只涂覆于一个被粘接再经指压粘合,& , $+ 分钟即可止动。
6—’2 胶对大多数金属和非金属如铝、铜、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚磷酸酯、345
塑料、有机玻璃、石英玻璃及玻璃钢等材料都不需要严格的表面处理,便可粘接牢
2 & # 第一章粘接新工艺新技术

固。对金属的粘接性能只表! " #。
表! " # $—%& 粘接剂对钢铝的粘接性能
粘接材料固化条件常温剪切强度(公斤’ 厘米()
)#* 钢
(#+ ,-# 小时. (,,
(#+ () 小时. %,,
油面(#+ () 小时. %,,

(#+ ,-# 小时. (,,
(#+ () 小时. (,#
油面(#+ () 小时. (#,
#-/0—!! 粘接剂
该胶为通用型双组份常温固化粘接剂。甲组份由合成树脂、增韧剂等组成;乙
组份由固化剂、促进剂及无机填料等组成。甲、乙两组份由金属软管分装。使用时
按!1! 比例配合,(#+() 小时充分固化。
该胶具有耐水、油耐及耐化学药品等性能。使用温度为" )# 2 !(,+。对钢、
铁、铝、铜等金属及玻璃、陶瓷、塑料等非金属均有较好的粘接强度。适合多种标牌
在多种载体上的粘接。
3-4,! 强力胶
本胶系氯丁" 酚酸型单组份粘接剂,具有常温数小时固化、初粘力强、胶膜柔
韧、耐冲击、耐油及多种介质浸泡等良好性能。可在4,+以下环境中使用,适合金
属与塑料等材料的粘合。
5-67—! 标牌胶
该胶为以特种橡胶为主体并加以固化剂配制而成的双组份常温固化粘接剂。
它具有耐水、耐油、耐酸碱、耐老化等性能,对铜、铝、塑料、玻璃、陶瓷及各种油漆表
面均有良好的粘接力,是标牌粘接的专用粘接剂。
, 3 5 第六篇标牌(标识)安装新工艺新技术

标牌胶甲、乙组份比例为! " #,调配均匀的胶液可刷涂于标牌背面,贴合时稍
加压力,静置# $ % 小时即可。
&’ ()—#* 胶粘剂
该胶采用氯丁橡胶与酚醛树脂为主体,以氯化溶剂中毒性最小的#·#·# 三氯
乙烷为溶剂,配制成单组份室温固化的胶剂。与其它氯丁橡胶型的粘接剂比较,它
具有不易燃烧、工艺简单、使用方便的特点。能用于塑料与金属,塑料与塑料的粘
合,初粘力好,不需加压即可实现硫化。其粘接性能见表# + ,。
表# + , ()—#* 胶对不同材料的粘接性能
粘接材料固化条件
剥离强度
(公斤-%’. 厘米%)
抗剪强度(公斤/ 厘米%)
铝—聚丙烯
涤纶薄膜—聚丙烯
聚丙烯—聚丙烯
粘接后常温
下静置0& 小时
, .’%
.’% /
/ &’!
室温固化粘接剂的品种很多,但适用于标牌与不同载体粘接的快速固化粘接
剂却不多。许多室温固化粘接剂在固化后虽粘接强度很高,但因其固化时间太长,
有的长达上百小时,故不适合标牌粘接的连续操作。此外尚有部分室温快速固化
的粘接剂未尽例举,仅选出上述部分种类,供读者参考。
三、热熔胶
人们受沥青、石蜡、松香等热熔冷凝并具有一定粘性等特点的启发,研制出了
多种热熔胶。热熔胶与如前所叙的粘接剂都不相同,它既不象环氧树脂类粘接剂
依靠固化剂的作用使分子交联成为固体,也不象压敏胶始终处于润湿的粘接状态。
它是利用自身的热熔冷凝特性,在室温下呈固体状,当加热至一定温度后就熔融成
粘稠的胶液,当冷却至室温后又变为固体,来进行粘接的。
# , 1 第一章粘接新工艺新技术

热熔胶一般由热塑性聚合物,增粘树脂、粘度调节剂,增塑剂、填料、抗氧剂以
及其它可作特殊用途的添加剂组成。
最简单的热熔胶可以用松香和石蜡熔化配制,可用于聚苯乙烯泡沫塑料的粘
接。常见的橡胶热补、皮鞋粘底、纸张复合、纤维织品粘合及书籍装订等,都是采用
热熔胶进行粘接的范例。
现代的热熔胶,其基本组份多为热塑性树脂,例如聚酰胺树脂、聚酯树脂等。
聚酰胺树脂为线型低分子,不同于长链高分子聚酰胺(尼龙!!),根据原料及合成
反应条件的不同,其软化点温度在"## $ "%#&之间。这类热熔胶对纸张、聚乙烯、
铝合金等多种材料都有较好的粘接强度,并且有良好的耐水性。聚酯型热熔胶的
性能与聚酰胺胶相似,对铝合金粘接的剪切强度可达"# 公斤’ 厘米(。
由于热熔胶不含溶剂,粘接速度较快,在非结构粘接中具有许多优越性,成为
近二十多年来发展最快的一类粘接剂。其中以乙烯—醋酸乙烯共聚物为主体的
)*+ 热熔胶,改变其醋酸乙烯的含量(*+,),可配制出不同熔点的品种。加之该
类热熔胶的表面能低,对多种材料都有极好的粘接性能,同时胶层柔韧性好,故使
用范围很广。
以性能较为全面的)*+热熔胶为例,该胶由)*+树脂、增粘树脂、微晶石蜡、抗
氧化剂及其它添加剂,如颜料、填料、增塑剂等组成。其中)*+树脂是胶体中的主
要成份,它是一种具有一定弹性、塑性较好的高分子材料。热熔胶的各项物理机械
指标是与)*+树脂中醋酸乙烯含量(*+,)和熔融指数(-.)联系在一起的。当-.
为定值时,)*+ 树脂的弹性、柔软性、粘合性、透明性等随*+,的增加而提高;反
之,上述性能则下降,)*+ 树脂性能向聚乙烯靠近,即刚性变大。*+ 含量在"/,
以下时,多作塑料用,用以配制热熔胶的)*+ 树脂其*+ 含量多用(0 $ 11,。
热熔胶的粘度与-. 成反比;其熔化温度随*+,的增加而降低。设计或选用
热熔胶配方时,应根据具体使用要求而定。
一般热熔胶的基本配方实例如下:
聚乙烯(中等分子量) !1,
聚异丁烯"#,
丁基橡胶(未硫化) 2,
微晶石蜡"%,
配方中以聚乙烯为热熔基体,聚异丁烯的分子量高,分散性小,主要起增加内
( ! 3 第六篇标牌(标识)安装新工艺新技术

聚强度的作用。丁基橡胶的分子量较低,分散性大,主要起增塑作用和防止聚乙烯
分散在热熔微晶石蜡中冷却时的结晶。
热熔胶的固体形状视粘接的工艺要求有棒、条、薄膜等形状。粘接工艺可分热
熔刷涂粘合和烫压粘合。粘接金属标牌时,应选用薄膜型热熔胶,将预先裁剪成比
标牌尺寸略以的薄片料,放于载体上适当的位置,复以标牌后用专用加热头烫压标
牌。面积较小的标牌,可采用电烙铁夹执加热头进行烫压粘接。
热熔胶烫压粘接标牌仅仅是热熔胶众多使用范例中的一例,它对标牌的粘接
也存在着一定的局限性。它只适合氧化染色铝铭、牌、腐蚀—氨基嵌漆铜标牌、晒
印—氨基或聚胺酯清漆罩光标牌等耐热标牌的粘接,而不适合不耐热的硝基漆底、
硝基或聚乙烯醇罩光保护的标牌以及薄膜、塑料标牌的粘接。
第七节粘接工艺要求
标牌粘接不同于结构粘接,所要求的粘接强度也远远小于结构粘接所需要的
强度,而且受力情况主要限于剪切力(硬质标牌)和剥离力(软质标牌)。除在向下
倾斜面及向下水平面上粘贴标牌外,标牌粘接基本不受不均匀扯离力和均匀扯离
力的影响。据有关资料计算,一般标牌的重量为零点几克(软质)至十几克,几十克
至上百克重的标牌极少使用。粘接剂的粘接强度只要大于标牌的自身重量,标牌
即不会脱落。但是为了防止产品运输、使用及环境的影响,其保险系数往往为标牌
静置粘接力的数百倍以至数万倍。尽管如此,标牌脱落的现象仍然屡见不鲜,究其
原因,大体为表面处理不当、粘接剂选择不当及操作不当等。
一、表面清洁处理
按一般正常的操作,标牌在粘接前不需要进行特殊的表面处理。但是并不等
于标牌的粘接面可以任意污染。
软质薄膜标牌,不论采用真空镀、丝印或喷涂底层,在操作加工完毕后都直立
即涂覆压敏粘接剂。如因条件所限不能立即涂胶,亦应用洁净纸张包封存放,避免
! " # 第一章粘接新工艺新技术

油渍、汗渍及尘埃的污染。
软质纸标牌可以在图文印刷前,先在纸张背面涂覆压敏粘接剂并与防粘纸复
合,保护胶面不被污染,再行印刷。待图文印刷完毕后,经钢刀模压痕待用。这种
先经复合保护的纸质标牌几乎不存在污染现象,表面处理主要针对载体而言。载
体表面的清洁处理要求亦不甚严,只要表面干燥、无油渍、尘埃等即可达到粘接的
要求。
金属标牌在图文制作前都需经多种形式的表面清洁处理,在制作过程中,除机
械成型外,多与酸、碱等溶液接触,而其表面基本不接触油脂,唯一的污染为手渍和
尘埃。因此,除注意机械成型过程中设备油污及手渍的沾染外,标牌粘接面无需经
特殊清洁处理。处理的重点是载体的表面。
载体表面材料无非为金属、漆面(包括金属底层和塑料底层喷漆表面)及塑料
表面等。
以裸露金属层为标牌载体表面的产品极为少见。一般都在金属表面喷涂罩光
漆保护,成为漆面载体,只有铝氧化染色或嵌漆面板可不经罩光保护,由氧化铝膜
层作为载体表面。据有关资料介绍:把铝浸入水中,若水温在!"#$%( & ’!(!!$))以
下时,则生成!———*+,-.
·./,-。如果水温在!"!$% 以上时,则生成"———*+,-.
·
/,-。再经铬酸—硫酸表面处理,则稳定非晶质的氧化层#—*+,-.
转变为粘接力
强的!———*+,-.
·./,-。如将,#,0—1.
铝全脱脂后,用铬酸—硫酸混合液处理,用
表!—’ 所列水温进行水洗!# 分钟,干燥后用环氧粘接剂粘接,测得经!2#$% 水洗
的铝板粘接后其剪切强度值最佳。
实际生产过程中,由于铝氧化后的封闭温度往往高于表中最佳水洗温度,加之
标牌的粘接并不需要特别强的粘接力。因此,表! 3 ’ 中的水洗温度极少用于标牌
的粘接前处理,但可用于载体表面的处理。
表! 3 ’ 不同水洗温度对铝面粘接强度的影响
清洗水温(# %)! 剪切强度(公斤4 厘米, ) 粘接的破坏形式
’# !55(2 混合破坏,内聚破坏占.#6
!,# ,!’ 混合破坏,内聚破坏占’26
0 " ’ 第六篇标牌(标识)安装新工艺新技术

续表
清洗水温(! ")! 剪切强度(公斤# 厘米$ ) 粘接的破坏形式
%&! $’( 全内聚破坏
%)& %$$*& 全粘合界面破坏
$!! %)& +&,粘合界面破坏
!- . &+
/(!" 0 ’$)
漆面载体表面在经喷漆并干燥处理后,应用纸张包封隔离,防止污染,粘接标
牌时可直接使用。如需清洁处理,可用溶剂或碱性除油剂清洁表面,但必须注意所
用溶剂不能对漆面有溶胀或破坏作用。
塑料载体表面的污染比较严重,这种污染来源于塑压模具的脱模剂,如油脂、
石蜡等,以及在塑压后的修整加工中粉尘及油污的污染。这类污染使塑料表面能
下降,不利于粘接,应用不溶胀或破坏塑料的溶剂进行清洁处理。
二、粘接剂的选择
压敏粘接剂与热熔胶的表面能较低,具有伸缩弹性,对大部分标牌材料的粘接
均可胜任,对热膨胀系数悬殊较大的两种不同材料交叉粘接,效果均较理想。
室温固化型的粘接剂,由于其固化作用,部分种类的粘接剂在固化后柔韧性
差。遇被粘物之间或被粘物与固化后粘接剂的热膨胀系数悬殊过大时,粘接界面
易发生分层现象(界面破坏),使粘接剂与标牌或载体分离,造成标牌脱落,因此应
根据不同被粘对象的性质,选择适当的粘接剂。
三、粘接操作
标牌粘接的牢固程度除与清洁处理和粘接剂的选择有关外,在许多情况下,与
粘接时的工艺操作有关。如对粘接的压力、粘接剂固化程度、烫压温度(热熔胶)等
因素都直接影响标牌的粘接牢度。因此,标牌粘接前应认真了解粘接剂的性能,严
& 1 ) 第一章粘接新工艺新技术

格按工艺要求进行操作,并经粘接试样验证后,再进行大批量生产。
第八节粘接强度的测试
在粘接剂的使用阶段及粘接工艺的执行过程中,都存在着对粘接强度的测试
问题。粘接强度的测试,可以帮助使用者更好地选择适合的粘接剂和监督产品的
质量。为了更好地保证粘接作用在产品使用环境中保持良好的状态,粘接强度测
试的条件应模拟使用环境,或进行等效测试,即在特定条件下进行粘接强度的破坏
试验。但是,由于标牌的粘接强度要求并不太高,除特殊环境(高、低温、高湿度等
条件下)使用的标牌外,一般只需在常温条件下进行粘接强度的测试。
常用的粘接强度测试法,按粘接受力的四种状况进行样片粘接的破坏试验。
由于影响粘接强度的因素较多,即使试验条件非常严格,但测试结果仍然存在着较
大的差别,这种差别称为粘接强度的分散性。为了测得准确的数据,每种测试样片
应不少于! 对,最后取其平均值。
一、剪切强度的测试方法
按标牌被粘表面与载体被粘表面的材料,制作试验样片,样片厚度为" 毫米,
其长宽尺寸为#$ % "$ 毫米,表面处理仿效实际生产进行。将选择的粘接剂按工艺
条件进行涂覆、晾置、贴合加或烫压,使粘接达最高强度。粘接后的样片(如图& ’
!)放置一天以上,然后进行测试。
图& ’ ! 剪切强度测试样片
# # ( 第六篇标牌(标识)安装新工艺新技术

测试是在精度为!"的拉力机上进行的。拉力机张拉器移动速度规定为# $
!# 毫米% 分,样片装上拉力机后,应尽可能保持拉力力线与样片中心线在同一直线
上,张拉至样片粘接部分破坏分离,记录破坏时的载荷(公斤)。按如下剪切强度公
式计算:
!& ’ ()
(公斤% 厘米*)
式中:(———样件的最大破坏载荷;
)———粘接面积
精度按拉力机精度!"计算,取# 对样片以上数据,求得平均值。
二、均匀扯离强度测试方法
均匀扯离的受力情况在标牌粘接工艺及使用中极为少见。但这种扯离强度的
测试可作为检验被粘物表面清洁处理程度及粘接剂强度的一种方法。
均匀扯离强度测试样件如图! + , 所示。由车床加工成阶梯形圆柱,经圆柱端
面粘合后在拉力机上进行拉力试验。装夹样件应注意力线与圆柱轴线在同一直线
上。样件拉断后记录破坏载荷,按剪切强度公式计算均匀扯离强度。
图! + , 均匀扯离强度测试样件
- , - 第一章粘接新工艺新技术

三、不均匀扯离强度测试方法
粘接的不均匀扯离强度测试,对测定粘接剂的韧性有着重要的意义。韧性越
好的粘接剂,其不均匀扯离强度就愈高。其原因是,当胶层脆硬时,应力集中,易使
粘接从应力集中点首先破坏。只有当胶层具有一定韧性时,能在一定程度上分散
应力,此时的不均匀扯离强度较高。
不均匀扯离强度的测试样件应选用刚性较大的铝块和厚度为! 毫米的铝板进
行粘接。测试时,固定铝板两端,对铝块施以向下的重力。这时铝板弯曲变形(如
图! " #),在粘接面上受到不均匀的扯离力,试块两边逐渐向中间撕开直至破坏。
图! " # 不均匀扯离强度测试样件
不均匀扯离强度可用下式计算:
$ % &’
(公斤( 厘米)
式中:&———扯离时最大破坏载荷
’———铝板宽度
四、剥离强度测试方法
在标牌粘接中,剥离强度的测试多用于软质标牌用胶,如压敏粘接剂等粘接性
能的测试。
样件采用与软质标牌、载体表面相同的材料制成宽度为)* 毫米的条料进行粘
+ , # 第六篇标牌(标识)安装新工艺新技术

接。测试时可将软质材料按!"#$或%#$夹角加重剥离(如图! & "),测试其强度。
剥离强度计算公式如下:
’ ( )*
(公斤+ 厘米)
式中:)———剥离加重载荷
*———样件宽度
剥离强度从数值大小来看,一般都小于其它形式的粘接强度。由于破坏形式
不同,剥离强度测试也是测定粘接剂韧性的一种方法。如前所述,压敏粘接剂的粘
接作用是在湿润(不干)状态下生效的,其韧性是其它粘接剂不可比拟的,因此它是
软质或薄片金属标牌良好的粘接剂。
上述粘接强度的测试方法,仅为静态粘接测试,对于特殊环境使用的标牌,如
强振动冲击设备上的标牌粘接,还需进行冲击强度、疲劳强度的试验等。同时上述
方法只是检测一般粘接强度的简单方法,对特殊材料的粘接应视不同的被粘物参
阅国家标准,-./%—.0、,-0/1—.2 及化学工业部部颁标准3,1—!0!—20、3,4—
"01—.2、3,4—"0/—.2、3,—"04—.2 等规定。
图! & " 剥离强度测试样件
% 2 . 第一章粘接新工艺新技术

第二章焊接应力与变形理论
金属结构在焊接过程中产生的焊接应力和各种焊接变形,往往使焊接产品的
质量下降或使下一道工序无法顺利进行。更重要的是焊接应力或焊接残余应力往
往是造成裂纹的直接原因,即使不造成裂纹,也会降低焊接结构的承载能力和使用
寿命。焊接变形不仅造成焊件尺寸、形状的变化,而且在焊后要进行大量复杂的矫
正工作,严重的会使焊件报废。但是,如果从中找出它们的规律,那么就可以大大
减少焊接应力与变形的危害。
第一节焊接应力和变形理论的基本概念
一、焊接应力和变形
钢结构在焊接时总是要产生应力和变形的。把焊接过程中焊件中产生的随时
间变化的变形和内应力分别称为焊接瞬时变形和焊接瞬时应力;把焊后焊件冷却
至室温时仍留存在焊件中的变形和应力分别称为焊接残余变形和焊接残余应力。
二、焊接应力和变形的形成
焊接是一个加热和冷却的热循环过程,焊接时金属受热和冷却的整个热循环
的温度范围通常在!"##$以上。随着温度的变化,金属的物理性能和力学性能也
随之发生剧烈变动。
# % % 第六篇标牌(标识)安装新工艺新技术

图! " # 所示为低碳钢(!$ 钢)主要力学性能与温度的关系。从图中可以看
出,低碳钢的塑性参数,随温度( % &$$’时)的提高,塑性也明显提高,而它的强度
参数却随温度的提高而下降。图! " ! 所示为屈服强度与温度的关系。屈服强度
在加热初期缓慢下降,随着加热温度的升高,曲线下降变快。当温度达到($$ )
(*$’时,屈服强度接近于零。图! " ! 中的实线为假定的!+
随温度变化的情况,
当温度在$ ) *$$’时,!+
可看为一个常数,而在*$$ ) ($$’时,!+
按直线规律减小
到零。依据这种假定,低碳钢在($$’及($$’以上时,就变为塑性材料。这对焊
接应力与变形有着重大影响。
焊接时的应力和变形的形成主要取决于焊接热过程,以及焊件在焊接过程中
受拘束的条件。
图! " # 低碳钢主要力学性能与温度的关系
("*
、#的单位为, -)
(一)均匀加热时引起应力与变形的原因
为了便于了解焊接时应力与变形产生的原因,首先对均匀加热时产生的应力
与变形进行讨论。
#


    
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