研究并探討了分離式閥門密封結(jié)構(gòu)形式采用膠粘劑將銅合金或不銹鋼等材質(zhì)的閥座與鑄鐵或鑄鋼材質(zhì)的閥體或閥瓣粘接在一起, 經(jīng)機(jī)加工后作為閥門密封面的新型密封結(jié)構(gòu)形式。
　　關(guān)鍵詞　膠粘劑; 閥門制造; 應(yīng)用
　　1 　引言
　　粘接技術(shù)廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門。近年來, 在閥門的生產(chǎn)制造中, 采用粘接工藝, 用膠粘劑將銅密封圈和不銹鋼密封圈粘結(jié)在閥體或閘板槽內(nèi), 經(jīng)機(jī)加工后, 達(dá)到閥門的密封要求, 以解決Z45T-10 DN350～500mm 閘閥和J 41H - 16DN20～200mm 截止閥的鑲?cè)栴}。經(jīng)過可行性分析論證和工藝性試驗(yàn), 現(xiàn)已得到廣泛推廣應(yīng)用, 采用粘接技術(shù)可簡化鑲?cè)λ璐髧嵨粔毫C(jī)和減少鑲?cè)侯^等設(shè)施, 還可大大減少銅合金和不銹鋼材料的消耗。
　　2.密封面結(jié)構(gòu)
　　閥門密封面結(jié)構(gòu)形式有直接加工和分離式2種。直接加工指①密封面在閥體或閥瓣上直接加工出來, 密封面材質(zhì)為閥體或閥瓣的基體材料。②將密封材料堆焊或噴焊在閥體或閥瓣上, 經(jīng)機(jī)加工而成。密封面的材質(zhì)為銅合金、不銹鋼和硬質(zhì)合金等, 閥體或閥瓣材質(zhì)為銅合金、鑄鐵和不銹鋼等。分離式指閥座與閥體材料不同, 其固定方法為①閥座壓入斜口產(chǎn)生單面*塑性變形。②壓入燕尾槽后產(chǎn)生雙面*塑性變形。③閥座內(nèi)外圓雙過盈配合。④閥座和槽相對密封面傾斜一定角度壓入產(chǎn)生*塑性變形。⑤用螺釘固定, 螺紋連接固定。⑥碳鋼圈上堆焊不銹鋼或硬質(zhì)合金, 壓入后焊死及軟硬材料組合壓入等。

　　3.粘接的實(shí)施要求與方法
　　3.1 膠粘劑的選擇
　　閥門生產(chǎn)中, 在密封面加工工藝的選擇上要十分謹(jǐn)慎, 要實(shí)施粘接工藝, 首先應(yīng)考慮膠粘劑的選擇, zui基本的考慮應(yīng)當(dāng)是閥門的使用環(huán)境及條件、閥門的使用介質(zhì)、使用溫度、使用壓力及承受的載荷、介質(zhì)的腐蝕性和沖蝕性、溫度的高低、載荷的多向性和使用過程的無害性。其次要考慮所要粘接密封件的材質(zhì)。根據(jù)大口徑閥門DN350～500mm閘閥和DN20～200mm 截止閥的使用特點(diǎn), 選用了620 樂泰、鈦合金膠粘劑、得富康、輕質(zhì)氧化銅-磷酸無機(jī)膠粘劑、YO - 59 膠粘劑等進(jìn)行了大量的試驗(yàn), 根據(jù)性價(jià)比選擇了YO - 59 膠粘劑。

　　3.2 YO - 59 膠粘劑性能
　　膠粘劑通常由固體材料（基料） 、固化劑、固化促進(jìn)劑、增韌劑、填料及其他輔助材料如防老劑和偶聯(lián)劑等構(gòu)成。YO - 59 膠粘劑為有機(jī)膠, 由A、B 兩組分構(gòu)成, 外加補(bǔ)強(qiáng)劑。該膠粘劑無毒,耐水, 耐油, 耐一般化學(xué)介質(zhì), 工作溫度為- 60～200 ℃, 可在潮濕條件下粘接金屬、陶瓷、玻璃、膠木、竹木、玻璃鋼、大理石及部分塑料, zui高粘接強(qiáng)度達(dá)24 MPa。

　　3.3 膠接工藝
　　膠接工藝主要包括接頭設(shè)計(jì), 表面處理, 配膠, 涂膠, 固化和質(zhì)量檢測等。
　　（1） 接頭設(shè)計(jì)　根據(jù)膠接工藝的特點(diǎn), 選用套接的方式, 將閥體密封圈加工成直筒式, 去掉變形燕尾部分, 筒的長度可相應(yīng)減小。閘板密封圈加工成臺階式, 粘接部分可比原鑲?cè)Σ糠挚s短。閥體槽加工成直槽, 槽深可根據(jù)閥體密封圈的長度相應(yīng)減小。閘板槽加工成直槽, 槽按照閘板密封圈的臺階尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)加工。
　　（2） 膠接工具　配膠板選用400 mm ×400 mm的鐵板、250 mm ×250 mm 的銅板或不銹鋼板, 也可用塑料板, 選用不銹鋼醫(yī)用壓舌板、銅條或不銹鋼條、油灰刀配膠和涂膠, 油畫刷清洗, 輔助工具有焊工手套、圓錐型量杯及玻璃器皿等。
　　（3） 表面處理　金屬表面吸附著一層內(nèi)聚強(qiáng)度低的表面能低的污染層和氧化膜, 會(huì)降低膠接強(qiáng)度。被粘材料表面粗糙度對膠接質(zhì)量有很大影響,適當(dāng)?shù)貙⒈砻娲只芴岣吣z接強(qiáng)度, 糙化表面有更大的實(shí)際膠接面積, 表面太粗糙反而會(huì)降低膠接強(qiáng)度, 過于粗糙的表面不能將膠粘劑良好浸潤, 凹處易殘留空氣對膠接不利。粘接接觸面的表面粗糙度以Ra1215～613μm 為宜。
　　常用的表面處理方法主要有脫脂處理法和機(jī)械處理法。YO - 59 膠粘劑提供配套的清洗劑, 適合于各種金屬、陶瓷、玻璃及硬質(zhì)塑料件等被粘表面的粘前清洗, 具有良好的除油污效果。清洗時(shí), 清洗劑適量倒入玻璃器皿內(nèi), 用油畫刷刷涂, 將涂膠面上的銹垢及油污除盡。條件許可的情況下, 應(yīng)在閥體、閘板粘接槽加工時(shí), 同時(shí)實(shí)施密封圈的加工和粘接, 對于無法清洗的銹垢及油污, 可采用機(jī)械處理的方法, 清除后再進(jìn)行清洗。
　　（4） 預(yù)配合　所有被粘零件都要在涂膠前裝配在一起, 以檢查是否能緊密接觸并有適當(dāng)?shù)拈g隙。對于YO - 59 膠粘劑, 間隙應(yīng)控制在013～1 mm。如在粘接前不進(jìn)行預(yù)配合, 可能因粘接面配合不好而難以獲得良好的粘接接頭。如果是率重復(fù)性生產(chǎn), 裝配精度有保證, 則可省去預(yù)配合過程。
　　（5） 配膠　配膠質(zhì)量直接影響膠接件的膠接性能, 必須準(zhǔn)確量取各組分的體積或稱取各組分的重量（誤差不超過2 %～5 %） 。膠粘劑配制量應(yīng)根據(jù)涂敷量多少而定, 并須在活性期內(nèi)用完。配制過程中, 應(yīng)由專人負(fù)責(zé), 作好詳細(xì)的批號、體積（質(zhì)量） 、配膠溫度及其他各種工藝參數(shù)記錄。取3 份體積的A 組分和1 份體積B 組分倒在配膠板上,用壓舌板、銅條或不銹鋼條、油灰刀混合拌勻, 可加適量補(bǔ)強(qiáng)劑。加入補(bǔ)強(qiáng)劑能增強(qiáng)粘接強(qiáng)度及耐溫、耐磨、抗老化等性能, 按膠粘劑體積的20 %～100 %量加入膠粘劑中, 調(diào)勻即可。
　　（6） 涂膠　降低膠粘劑粘度, 改善膠液涂敷性, 但延長膠接周期, 使固化時(shí)間延長, 粘度低將會(huì)導(dǎo)致固化不便而影響膠接質(zhì)量。填加補(bǔ)強(qiáng)劑, 可以提高膠液粘度等和膠接強(qiáng)度。若膠的粘度大, 可按比例加入A、B 組分?jǐn)嚢杈鶆?。涂敷的方法有刷涂法、刀刮法、滾涂法、噴涂法和熔融法。這里推薦用刀刮法, 即將膠液用壓舌板、銅條或不銹鋼條涂在膠接表面上, 膠層厚度憑經(jīng)驗(yàn)來控制, 密封圈和粘接槽必須分別涂膠, 以保持粘接表面與膠粘劑具有良好的濕潤狀態(tài), 有條件的可選用其他適當(dāng)?shù)姆椒ā?/span>
　　（7） 固化　采用不加壓室溫固化, 通過溶劑揮發(fā)的物理方法來進(jìn)行。隨著溶劑的揮發(fā)、溶液濃度不斷增大, 逐漸達(dá)到固化, 并具有一定強(qiáng)度。固化溫度過低, 膠層交聯(lián)密度過低, 固化反應(yīng)不*;固化溫度過高, 易引起膠液流失或使膠層脆化, 導(dǎo)致膠接強(qiáng)度下降。加熱有利于膠粘劑與膠接件之間的分子擴(kuò)散, 能有利于形成化學(xué)鍵的作用。若于40 ℃加溫固化, 效果更佳。

　　4.質(zhì)量控制
　　4.1 進(jìn)料控制
　　質(zhì)量控制要從原材料, 如膠粘劑、補(bǔ)強(qiáng)劑和清洗劑驗(yàn)收開始。
　　4.2 表面處理控制
　　為了使粘接件質(zhì)量可靠, 表面處理必須精心控制。清洗劑能有效地除去表面上的油污, 但也容易出現(xiàn)部分污染物憑借溶劑全面擴(kuò)散的現(xiàn)象, 此時(shí)應(yīng)更換溶劑并反復(fù)清洗, 一般應(yīng)采用少量多次的方法去除油脂。殘留在膠接件表面上的清洗劑影響膠接強(qiáng)度, 一定要有必要的晾干時(shí)間。許多有機(jī)溶劑均為易燃物質(zhì), 使用時(shí)必須遵守易燃易爆物操作的有關(guān)規(guī)定。

　　4.3 粘接工藝控制
　　粘接工藝包括預(yù)配合、涂膠、裝配和固化等,應(yīng)當(dāng)檢查工具的清潔性和適用性。表面處理的有效時(shí)間, 膠粘劑的適用期和膠粘劑固化的保持時(shí)間在裝配時(shí)都要核對。在檢驗(yàn)記錄中, 應(yīng)包括膠粘劑類型、批號、分組號、涂膠時(shí)間和日期, 適用期的終止時(shí)間, 以在破壞發(fā)生時(shí)備查。保持清潔和調(diào)節(jié)空氣的濕度, 零部件和膠粘劑暴露的場合從涂膠前的準(zhǔn)備工作直到初固化都要加以控制。操作場合溫度應(yīng)保持在18～32 ℃, 相對濕度保持20 %～65 %;可用記錄式的溫度和濕度指示計(jì)檢測。

　　4.4 成品檢驗(yàn)
　　成品檢驗(yàn)通常用目測法和水驗(yàn)法。膠粘劑固化之后, 對接頭部位在較強(qiáng)的燈光下目測可發(fā)現(xiàn)裂紋和缺陷, 對于因不恰當(dāng)?shù)墓袒捅砻嫣幚硭a(chǎn)生的缺陷, 任何方法都很難發(fā)現(xiàn), 因此, 對表面處理方法和工作場所清潔程度必須給予高度重視, 嚴(yán)格管理（表1） 。
　　通過閥門成品水驗(yàn), 也可檢驗(yàn)粘接質(zhì)量, 如發(fā)現(xiàn)密封圈粘合部位漏水, 證明粘接質(zhì)量有問題, 可下圈后, 重新粘接, 對于微小滲漏, 可在局部打磨清洗后補(bǔ)膠。

　　5.結(jié)語
　　采用粘接工藝, 用膠粘劑將銅密封圈和不銹鋼密封圈粘結(jié)在閥體或閘板槽內(nèi), 經(jīng)機(jī)加工后, 達(dá)到閥門的密封要求, 通過近年來的應(yīng)用和實(shí)踐, 效果良好, 降低了制造成本, 減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度, 克服了設(shè)備的限制, 且降低了對體圈、板圈及槽的加工精度的要求, 提高了產(chǎn)品零件的合格率。/