螺栓涂胶作为一种重要的防松和密封措施,广泛应用于工业装配中。然而,在实际应用中,涂胶性能不佳的问题时有发生,这不仅影响螺栓的防松效果,还可能导致连接失效。那么哪些因素可能会导致螺栓涂胶性能不佳呢?如何解决?今天,我们就来聊一聊这个问题。
01 影响因素
1.1 涂胶长度和螺母结构
涂胶长度直接影响螺栓的防松效果。根据标准要求,涂胶长度应为螺纹标称直径的1.5倍左右(即1.5d±2p),p为螺距,且前2至3个螺距不应有涂层。如果涂胶长度不足,有效粘接的螺纹颗数减少,可能导致松动扭矩达不到标准要求。此外,涂胶长度过短可能导致密封效果不佳。涂胶区域应覆盖足够的螺纹部分,以确保在拧紧过程中胶水能够充分填充螺纹间隙,从而实现密封功能。
紧固件结构限制也会导致涂胶长度不足,如薄形螺母,由于啮合螺纹数量少,导致能被涂胶的螺纹数量也少,通常当薄形螺母的宽度低于0.8倍螺纹直径时,其防松性能就可能达不到标准的要求。因此,对于具有涂胶防松设计或密封性能的连接位置,应保证螺母的宽度高于0.8倍螺纹直径。
1.2 涂胶前螺纹表面状态
螺纹表面的清洁度是影响涂胶性能的关键因素。如果螺纹表面存在油污、灰尘、锈迹或其他杂质,会严重影响胶水与金属表面的结合强度,从而降低涂胶的密封效果和防松能力。因此,在涂胶前,必须使用适当的清洁剂或工具对螺纹表面进行彻底清洁。
螺纹表面的缺陷(如毛刺、锐边、磕碰伤等)会影响涂胶的均匀性和附着力。这些缺陷可能导致胶水无法均匀覆盖螺纹表面,从而降低防松和密封效果。因此,在涂胶前,应通过喷砂或其他工艺去除这些缺陷。
当螺栓需要控制摩擦系数时,需对螺纹表面进行润滑,经过润滑后的螺纹表面附着性差,这会降低固化后胶水的粘接强度,进而影响涂胶的防松性能。
为了解决该问题,目前行业里通常对未进行润滑处理或表涂的紧固件在完成电镀和底涂后,先进行涂胶处理,再进行润滑或表涂处理。这样既保证了防松胶的附着力,也可以有效的控制紧固件的头部和螺纹摩擦系数。但会增加紧固件生产的成本。
1.3 涂胶量和均匀程度
如果涂胶量过少,螺纹表面无法被完全覆盖,可能导致螺纹间的缝隙无法被充分填充,从而降低密封性和防松性能。
如果涂胶量过多,过多的胶水可能导致胶水溢出螺纹区域,甚至流入非螺纹部位,影响螺栓的装配和拧紧性能。此外,过量的胶水可能在固化过程中形成不均匀的胶层,导致局部强度不足或开裂。
通常建议涂胶量应足以覆盖螺纹表面,形成一层薄而均匀的胶层。这样可以确保胶水能够充分填充螺纹间隙,同时避免浪费和污染。
通过自动化设备进行螺纹预涂胶的批量生产方式,涂胶量和均匀性会较好。采用手动,小批量生产方式进行涂胶,或者在拧紧时手动涂胶,涂胶量和均匀程度很难有效管控,容易造成涂胶的防松性能和密封性能不佳。
1.4 涂胶后的调整时间
在涂胶后,螺栓的拧紧操作需要在一定时间内完成,通常建议在拧紧后3至5分钟内完成调整。如果时间过长,胶水可能开始固化,此时再去调整螺栓拧紧扭矩或返工,会破坏已经固化的胶水,导致防松性能或密封效果不理想。
螺纹锁固胶在涂覆后会经历初固阶段,这一阶段的时长通常为24小时,如果过了初固时间,再去调整拧紧的螺栓,会完全破坏胶水的固化能力,涂胶螺栓会基本丧失防松性能或密封性能。
1.5 胶水应用环境
如果应用环境温度很高,可能导致胶水固化速度加快,缩短操作时间窗口。同时,部分胶水在高温下可能失去粘附力或密封性,对于应用于高温环境的胶水,在设计阶段,就需要进行高温涂胶性能测试,如150℃,如果试验无法通过,则需选用耐高温的螺纹锁固胶。
湿度过高可能导致胶水固化过程中出现气泡或固化不完全。此外,潮湿环境可能影响胶水的粘附性能,降低防松和密封效果。因此对于涂胶后,拧紧前的螺栓,应该保存在合理的湿度环境中,避免涂胶性能下降。
1.6 拧紧过程
拧紧转速和扭矩是影响涂胶螺钉扭矩和密封性能的影响因素,拧紧转速过高,扭矩大可能导致胶水溢出,影响密封效果;建议采用分步拧紧策略,将目标扭矩分为20%、50%、100%三个阶段逐步施加并设计相应转速,以避免胶水溢出并确保均匀分布。