yh第七章高分子材料的成形與加工

1、第七章第七章 高分子材料成形與加工高分子材料成形與加工第一節(jié)第一節(jié) 塑料成形加工塑料成形加工第二節(jié)第二節(jié) 橡膠成形加工橡膠成形加工第三節(jié)第三節(jié) 合成纖維成形加工合成纖維成形加工第二節(jié)第二節(jié) 橡膠成形加工橡膠成形加工高彈性：在外力作用下具有較大的高彈性：在外力作用下具有較大的彈性形變彈性形變，最高，最高可達(dá)可達(dá)1000%，除去外力后變形很快恢復(fù)；，除去外力后變形很快恢復(fù)；柔軟性好、硬度低；柔軟性好、硬度低；具有高分子材料的共性：粘彈性、絕緣性、環(huán)境老具有高分子材料的共性：粘彈性、絕緣性、環(huán)境老化性、密度小?；?、密度小。橡膠的特征橡膠的特征大分子構(gòu)象變化大分子構(gòu)象變化帶來(lái)的熵彈性。帶來(lái)的熵彈性。

2、橡膠的分類橡膠的分類通用合成橡膠通用合成橡膠特種合成橡膠特種合成橡膠丁苯橡膠（丁苯橡膠（SBR）順丁橡膠（順丁橡膠（BR）丁腈橡膠（丁腈橡膠（NBR）乙丙橡膠（乙丙橡膠（EPDM）氯丁橡膠（氯丁橡膠（CR）異戊橡膠（異戊橡膠（IR）硅橡膠（硅橡膠（SiR）氟橡膠（氟橡膠（FPM）聚氨酯橡膠（聚氨酯橡膠（PU）按來(lái)源和按來(lái)源和用途分用途分合成合成 橡膠橡膠天然橡膠天然橡膠按形態(tài)分：固體、液體、粉末橡膠按形態(tài)分：固體、液體、粉末橡膠（1）橡膠的配合）橡膠的配合根據(jù)制品性能要求，進(jìn)行配方設(shè)計(jì)根據(jù)制品性能要求，進(jìn)行配方設(shè)計(jì)生膠體系：生膠體系： 天然橡膠、合成橡膠、生膠的替代材料（再生膠及熱塑性樹(shù)脂等）

3、天然橡膠、合成橡膠、生膠的替代材料（再生膠及熱塑性樹(shù)脂等）硫化體系：硫化體系： 硫化劑：硫黃、含硫化合物、過(guò)氧化物、醌類化合物、胺類化合硫化劑：硫黃、含硫化合物、過(guò)氧化物、醌類化合物、胺類化合物等；物等； 硫化促進(jìn)劑；硫化促進(jìn)劑； 硫化活性劑（提高促進(jìn)劑的活性）硫化活性劑（提高促進(jìn)劑的活性）增強(qiáng)體系：增強(qiáng)體系： 炭黑、白炭黑等（輪胎里含量達(dá)到炭黑、白炭黑等（輪胎里含量達(dá)到50%，增強(qiáng)、耐磨），增強(qiáng)、耐磨）另：增塑劑、防老劑、可賦予橡膠特有功能的配合劑等。另：增塑劑、防老劑、可賦予橡膠特有功能的配合劑等。橡膠的配合與加工工橡膠的配合與加工工藝藝 以生膠為主要成分，添加各種配合劑和增強(qiáng)以生膠為主要

4、成分，添加各種配合劑和增強(qiáng)材料制成的。材料制成的。 生生 膠膠 指無(wú)配合劑、未經(jīng)硫化的橡膠。按原料來(lái)源指無(wú)配合劑、未經(jīng)硫化的橡膠。按原料來(lái)源有天然橡膠和合成橡膠。有天然橡膠和合成橡膠。q 橡膠的組分橡膠的組分 用來(lái)改善橡膠的某些性能。常用配合劑有硫用來(lái)改善橡膠的某些性能。常用配合劑有硫化劑、硫化促進(jìn)劑、活化劑、填充劑、增塑劑、化劑、硫化促進(jìn)劑、活化劑、填充劑、增塑劑、防老化劑、著色劑等。防老化劑、著色劑等。 硫化劑硫化劑: : 使生膠結(jié)構(gòu)由線型轉(zhuǎn)變?yōu)榻宦?lián)體型結(jié)構(gòu)使生膠結(jié)構(gòu)由線型轉(zhuǎn)變?yōu)榻宦?lián)體型結(jié)構(gòu) 常用硫化劑有硫磺和含硫化合物，有機(jī)過(guò)氧化常用硫化劑有硫磺和含硫化合物，有機(jī)過(guò)氧化物，胺類化合物、樹(shù)

5、脂類化合物、金屬氧化物等。物，胺類化合物、樹(shù)脂類化合物、金屬氧化物等。 配合劑配合劑 活化劑：活化劑：用來(lái)提高促進(jìn)劑的活性。用來(lái)提高促進(jìn)劑的活性。 常用活化劑有氧化鋅、氧化鎂、硬酯酸等。常用活化劑有氧化鋅、氧化鎂、硬酯酸等。硫化促進(jìn)劑硫化促進(jìn)劑: :縮短硫化時(shí)間，降低硫化溫度，改善橡膠性能?？s短硫化時(shí)間，降低硫化溫度，改善橡膠性能。 常用促進(jìn)劑有二硫化氨基甲酸鹽、黃原酸鹽類、常用促進(jìn)劑有二硫化氨基甲酸鹽、黃原酸鹽類、噻唑類等有機(jī)物。噻唑類等有機(jī)物。 填充劑：填充劑： 提高橡膠強(qiáng)度、改善工藝性能和降低成本。提高橡膠強(qiáng)度、改善工藝性能和降低成本。 補(bǔ)強(qiáng)劑如炭黑、白炭黑、氧化鋅、氧化鎂等；補(bǔ)強(qiáng)劑如炭

6、黑、白炭黑、氧化鋅、氧化鎂等； 用于降低成本的填充劑，如滑石粉、硫酸鋇等。用于降低成本的填充劑，如滑石粉、硫酸鋇等。 增塑劑：增塑劑： 增加橡膠的塑性和柔韌性。增加橡膠的塑性和柔韌性。 常用增塑劑有石油系列、煤油系列和松焦油常用增塑劑有石油系列、煤油系列和松焦油系列增塑劑。系列增塑劑。 防老劑：防老劑：防止或延緩橡膠老化。防止或延緩橡膠老化。 硫硫 化化胺類胺類酚類酚類作用機(jī)理作用機(jī)理化學(xué)防老化學(xué)防老物理防老如石蠟物理防老如石蠟（2）橡膠加工工藝）橡膠加工工藝包括塑煉、混煉、壓延、壓出、成型、包括塑煉、混煉、壓延、壓出、成型、硫化等工藝。硫化等工藝。a. 塑煉：塑煉： 使生膠由彈性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫?/p>

7、有可塑性狀態(tài)的工藝過(guò)程，使生膠由彈性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂锌伤苄誀顟B(tài)的工藝過(guò)程，依靠機(jī)械力、熱和氧的作用，使橡膠大分子斷裂，以降低依靠機(jī)械力、熱和氧的作用，使橡膠大分子斷裂，以降低分子量、粘度、彈性，獲得可塑性、流動(dòng)性和可加工性；分子量、粘度、彈性，獲得可塑性、流動(dòng)性和可加工性； 設(shè)備：開(kāi)煉機(jī)、密煉機(jī)設(shè)備：開(kāi)煉機(jī)、密煉機(jī)橡膠的配合與加工工藝橡膠的配合與加工工藝b. 混煉：混煉： 將各種配合劑混入生膠中制成均勻的混煉膠將各種配合劑混入生膠中制成均勻的混煉膠 設(shè)備：開(kāi)煉機(jī)、密煉機(jī)設(shè)備：開(kāi)煉機(jī)、密煉機(jī)塑塑煉煉膠膠促促進(jìn)進(jìn)劑劑、活活性性劑劑、防防老老劑劑增增塑塑劑劑硫硫化化劑劑增增強(qiáng)強(qiáng)劑劑、填填充充劑劑 利用

8、壓延機(jī)輥筒之間的擠利用壓延機(jī)輥筒之間的擠壓力作用，使物料發(fā)生塑性壓力作用，使物料發(fā)生塑性流動(dòng)變形，制成具有一定斷流動(dòng)變形，制成具有一定斷面尺寸規(guī)格和規(guī)定斷面幾何面尺寸規(guī)格和規(guī)定斷面幾何形狀的片狀或薄膜狀材料；形狀的片狀或薄膜狀材料；或者將聚合物覆蓋并附著于或者將聚合物覆蓋并附著于紡織物表面，如膠布。紡織物表面，如膠布。c. 壓延壓延壓延完成的作業(yè)：膠料的壓片、壓型、貼合、紡織物的貼壓延完成的作業(yè)：膠料的壓片、壓型、貼合、紡織物的貼膠、擦膠膠、擦膠 設(shè)備：壓延機(jī)，最普遍為三輥或四輥設(shè)備：壓延機(jī)，最普遍為三輥或四輥 壓片：把混煉膠制成具有規(guī)定厚度、寬度和光滑表面的膠片。壓片：把混煉膠制成具有規(guī)定厚

9、度、寬度和光滑表面的膠片。 壓型：將膠料制成表面有花紋并具有一定斷面形狀的帶狀膠壓型：將膠料制成表面有花紋并具有一定斷面形狀的帶狀膠片，主要制造膠鞋大底、輪胎胎面。片，主要制造膠鞋大底、輪胎胎面。 貼合：通過(guò)壓延使兩層薄膠片合成一層膠片。貼合：通過(guò)壓延使兩層薄膠片合成一層膠片。 紡織物的貼膠：使膠料和織物掛膠織物的作業(yè)。紡織物的貼膠：使膠料和織物掛膠織物的作業(yè)。 紡織物的擦膠：利用壓延機(jī)輥筒轉(zhuǎn)速不同，把膠料擦入織物紡織物的擦膠：利用壓延機(jī)輥筒轉(zhuǎn)速不同，把膠料擦入織物線縫中。線縫中。d.壓出：壓出： 膠料通過(guò)膠料通過(guò)壓出機(jī)或螺桿擠出壓出機(jī)或螺桿擠出機(jī)機(jī)制成各種復(fù)雜斷面形狀的半制成各種復(fù)雜斷面形狀

10、的半成品的工藝過(guò)程成品的工藝過(guò)程制品：膠條、膠管、門窗密封制品：膠條、膠管、門窗密封條條e. 成型：成型： 把構(gòu)成制品的各部件，通過(guò)粘貼、壓合等方法組成具把構(gòu)成制品的各部件，通過(guò)粘貼、壓合等方法組成具有一定形狀的整體的制品。有一定形狀的整體的制品。f. 硫化：硫化： 膠料在一定壓力和溫度下，橡膠大分子由線性結(jié)構(gòu)膠料在一定壓力和溫度下，橡膠大分子由線性結(jié)構(gòu)變?yōu)榫W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的交聯(lián)過(guò)程。變?yōu)榫W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的交聯(lián)過(guò)程。 橡膠的成型的主要工藝過(guò)程包括：橡膠的成型的主要工藝過(guò)程包括： 煉膠，包括塑（素）煉和混煉煉膠，包括塑（素）煉和混煉 成型成型 硫化（交聯(lián)）硫化（交聯(lián)）生膠生膠塑煉塑煉塑煉膠塑煉膠混煉膠混煉膠硫化

11、膠硫化膠(制品制品)混煉混煉硫化硫化助劑：補(bǔ)強(qiáng)、填充劑，軟化助劑：補(bǔ)強(qiáng)、填充劑，軟化(增塑增塑)劑，硫化劑，促進(jìn)劑，防老劑等劑，硫化劑，促進(jìn)劑，防老劑等 98%NR來(lái)自巴西橡膠樹(shù)（三葉橡膠樹(shù)）；來(lái)自巴西橡膠樹(shù)（三葉橡膠樹(shù)）； 全世界全世界NR的的90%以上產(chǎn)自東南亞地區(qū)，主要是馬來(lái)西以上產(chǎn)自東南亞地區(qū)，主要是馬來(lái)西亞、印尼、斯里蘭卡、泰國(guó)；亞、印尼、斯里蘭卡、泰國(guó)； 至今至今NR的消耗量仍約占橡膠總消耗量的的消耗量仍約占橡膠總消耗量的40%天然橡膠（天然橡膠（NRNR）天然橡膠的制備與分類天然橡膠的制備與分類新新鮮鮮膠膠乳乳稀稀釋釋除除雜雜濃濃縮縮凝凝固固脫脫水水干干燥燥分分級(jí)級(jí)包包裝裝濃濃縮

12、縮膠膠乳乳 固體天然橡膠分為通用天然橡膠、特制天然橡膠和固體天然橡膠分為通用天然橡膠、特制天然橡膠和改性天然橡膠。改性天然橡膠。（1 1）通用天然橡膠）通用天然橡膠 ( 8( 8個(gè)品種、個(gè)品種、3535個(gè)級(jí)別）個(gè)級(jí)別）煙片膠：煙片膠：經(jīng)凝固、壓片、煙熏等工藝制成經(jīng)凝固、壓片、煙熏等工藝制成的表面帶菱形花紋的棕色膠片。的表面帶菱形花紋的棕色膠片。煙片膠綜合性能好，保存時(shí)間長(zhǎng)，煙片膠綜合性能好，保存時(shí)間長(zhǎng)，物理力學(xué)性能是物理力學(xué)性能是NR中最好的，可中最好的，可用于輪胎和一般橡膠制品。用于輪胎和一般橡膠制品。天然橡膠分類天然橡膠分類皺片膠：皺片膠：制備方法與煙片膠相似，只是干燥時(shí)用熱空氣而制備方法

13、與煙片膠相似，只是干燥時(shí)用熱空氣而不是煙熏。不是煙熏。其中白皺片優(yōu)于褐皺片，褐皺片只適合制作一般橡膠制品。其中白皺片優(yōu)于褐皺片，褐皺片只適合制作一般橡膠制品。顆粒膠（標(biāo)準(zhǔn)膠）：顆粒膠（標(biāo)準(zhǔn)膠）：將壓皺的膠片經(jīng)造粒機(jī)制成小顆粒，經(jīng)空氣干燥而成。將壓皺的膠片經(jīng)造粒機(jī)制成小顆粒，經(jīng)空氣干燥而成。 60年代在馬來(lái)西亞發(fā)展起來(lái)的一個(gè)新膠種，現(xiàn)成為天年代在馬來(lái)西亞發(fā)展起來(lái)的一個(gè)新膠種，現(xiàn)成為天然橡膠的大宗產(chǎn)品，其產(chǎn)量已超過(guò)煙膠片、皺片膠產(chǎn)量的然橡膠的大宗產(chǎn)品，其產(chǎn)量已超過(guò)煙膠片、皺片膠產(chǎn)量的總和。我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)膠產(chǎn)量約占天然橡膠總產(chǎn)量的總和。我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)膠產(chǎn)量約占天然橡膠總產(chǎn)量的70以上。以上。（2）特制天然橡膠）

14、特制天然橡膠低粘度橡膠低粘度橡膠恒粘度橡膠恒粘度橡膠易操作橡膠易操作橡膠純化天然橡膠純化天然橡膠 采用某些特殊的方法將普通的天然橡膠制成具有特殊采用某些特殊的方法將普通的天然橡膠制成具有特殊操作性能或物理化學(xué)性能的生膠。操作性能或物理化學(xué)性能的生膠。（3）改性天然橡膠）改性天然橡膠接枝天然橡膠接枝天然橡膠采用化學(xué)處理方法改變?cè)瓉?lái)的化學(xué)結(jié)構(gòu)和物理狀態(tài)。采用化學(xué)處理方法改變?cè)瓉?lái)的化學(xué)結(jié)構(gòu)和物理狀態(tài)。難結(jié)晶天然橡膠難結(jié)晶天然橡膠熱塑性天然橡膠熱塑性天然橡膠液體天然橡膠液體天然橡膠（1）天然橡膠的組成）天然橡膠的組成主要成分：橡膠烴主要成分：橡膠烴非橡膠成分非橡膠成分: 58%，如蛋白質(zhì)、丙酮抽出物、

15、灰分、水分等，如蛋白質(zhì)、丙酮抽出物、灰分、水分等天然橡膠的組成與結(jié)構(gòu)天然橡膠的組成與結(jié)構(gòu)（2）天然橡膠的結(jié)構(gòu)）天然橡膠的結(jié)構(gòu)主要成分橡膠烴是順式主要成分橡膠烴是順式-1,4-聚異戊二烯的線性高聚物聚異戊二烯的線性高聚物CH2CH3CCH2CHn天然橡膠的性能和應(yīng)用天然橡膠的性能和應(yīng)用加工性能好，容易進(jìn)行塑煉、混煉、壓延、壓出等；加工性能好，容易進(jìn)行塑煉、混煉、壓延、壓出等； 良好的耐屈撓疲勞性能，滯后損失小，良好的氣密性、良好的耐屈撓疲勞性能，滯后損失小，良好的氣密性、防水性、電絕緣性和隔熱性；防水性、電絕緣性和隔熱性； 缺點(diǎn)：耐油性、耐老化性（臭氧、熱氧）差；缺點(diǎn)：耐油性、耐老化性（臭氧、熱

16、氧）差； 具有最好的綜合力學(xué)性能和加工性能，廣泛應(yīng)用于具有最好的綜合力學(xué)性能和加工性能，廣泛應(yīng)用于輪胎、膠管、膠帶等各種工業(yè)橡膠制品，是用途最廣的輪胎、膠管、膠帶等各種工業(yè)橡膠制品，是用途最廣的橡膠品種。橡膠品種。 彈性佳，強(qiáng)度較高；彈性佳，強(qiáng)度較高；通用合成橡膠通用合成橡膠1、丁苯橡膠、丁苯橡膠（styrene butadiene rubber, SBR） 丁二烯和苯乙烯的共聚物，是最早工業(yè)化的合成橡膠；丁二烯和苯乙烯的共聚物，是最早工業(yè)化的合成橡膠；2005年，年，SBR約占合成橡膠總產(chǎn)量的約占合成橡膠總產(chǎn)量的37.4，是產(chǎn)量和消，是產(chǎn)量和消耗量最大的合成橡膠膠種。耗量最大的合成橡膠膠種。

17、聚合方法：乳液聚合（自由基）、溶液聚合（陰離子）聚合方法：乳液聚合（自由基）、溶液聚合（陰離子）（1）制備和品種）制備和品種CH2CCH2CHHCH2CCH2CHHxyzCHCH乳液聚合丁苯橡膠乳液聚合丁苯橡膠溶液聚合溶液聚合丁苯橡膠丁苯橡膠高溫丁苯橡膠（高溫丁苯橡膠（1000系列）系列）低溫丁苯橡膠（低溫丁苯橡膠（1500系列）系列）烷基鋰溶聚丁苯橡膠烷基鋰溶聚丁苯橡膠高苯乙烯丁苯橡膠高苯乙烯丁苯橡膠低溫低溫充油丁苯充油丁苯橡膠（橡膠（1700系列）系列）低溫丁苯橡膠炭黑母煉膠（低溫丁苯橡膠炭黑母煉膠（1600系列）系列）醇烯溶聚橡膠醇烯溶聚橡膠錫偶聯(lián)溶聚丁苯橡膠錫偶聯(lián)溶聚丁苯橡膠高反式丁苯

18、橡膠高反式丁苯橡膠丁苯橡膠丁苯橡膠羧基丁苯橡膠羧基丁苯橡膠不飽和度比不飽和度比NR低，雙鍵的反應(yīng)活性也略低于低，雙鍵的反應(yīng)活性也略低于NRSBR的耐熱性、耐老化性、耐磨性均優(yōu)于的耐熱性、耐老化性、耐磨性均優(yōu)于NR； SBR加工性能不如加工性能不如NR，不容易塑煉，對(duì)炭黑浸潤(rùn)性差，不容易塑煉，對(duì)炭黑浸潤(rùn)性差抗?jié)窕阅芎?，?duì)路面的抓著力大，且具有一定的耐磨抗?jié)窕阅芎?，?duì)路面的抓著力大，且具有一定的耐磨性，是輪胎胎面膠的好材料。性，是輪胎胎面膠的好材料。（2）丁苯橡膠的性能）丁苯橡膠的性能主要應(yīng)用于輪胎工業(yè)，也適合于膠管、膠帶、膠鞋以主要應(yīng)用于輪胎工業(yè)，也適合于膠管、膠帶、膠鞋以及其他橡膠制品。及

19、其他橡膠制品。高高St的的SBR適合制造高硬度質(zhì)輕的制品，如鞋底、滑適合制造高硬度質(zhì)輕的制品，如鞋底、滑冰輪、鋪地材料、硬質(zhì)膠管等。冰輪、鋪地材料、硬質(zhì)膠管等。（3）丁苯橡膠的應(yīng)用）丁苯橡膠的應(yīng)用2005年產(chǎn)量占到合成橡膠產(chǎn)量的年產(chǎn)量占到合成橡膠產(chǎn)量的23聚合方法：乳液聚合、聚合方法：乳液聚合、溶液聚合溶液聚合( 1,2-加成、順式加成、順式1,4-加成、加成、反式反式1,4-加成）加成）（1）制備和品種）制備和品種2、聚丁二烯橡膠、聚丁二烯橡膠（butadiene rubber, BR）CH2CCH2CHHx乳液聚合乳液聚合BR溶液聚合溶液聚合超高順式超高順式BR（98%）反式反式BR（反式

20、（反式 95%、 室溫為非橡膠態(tài)）室溫為非橡膠態(tài)）低順式低順式BR（順式（順式3540%，Li催化劑）催化劑）高順式高順式BR（順式（順式9698%，Ni、Co催化劑）催化劑）聚丁二聚丁二烯烯 橡膠橡膠高、中乙烯基高、中乙烯基BR（ 70%、 3555%）本體聚合：丁鈉橡膠（已淘汰）本體聚合：丁鈉橡膠（已淘汰）q 優(yōu)異的彈性和耐低溫性能：順丁橡膠是通用橡膠中彈性優(yōu)異的彈性和耐低溫性能：順丁橡膠是通用橡膠中彈性和耐寒性最好的和耐寒性最好的q 優(yōu)異的耐磨性能：與路面的摩擦系數(shù)小，耐磨性能優(yōu)于優(yōu)異的耐磨性能：與路面的摩擦系數(shù)小，耐磨性能優(yōu)于NR和和SBR，特別適于輪胎、鞋底、鞋后跟的制備，特別適于輪

21、胎、鞋底、鞋后跟的制備q 填充性好，對(duì)炭黑的浸潤(rùn)能力強(qiáng)，使其較好的分散，有填充性好，對(duì)炭黑的浸潤(rùn)能力強(qiáng)，使其較好的分散，有利于降低成本。利于降低成本。q 吸水性低于吸水性低于NR和和SBR，可用于制造絕緣電線，可用于制造絕緣電線q模腔內(nèi)流動(dòng)性好，制造中缺膠現(xiàn)象少模腔內(nèi)流動(dòng)性好，制造中缺膠現(xiàn)象少（2）與）與NR、SBR相比，順丁橡膠優(yōu)點(diǎn)：相比，順丁橡膠優(yōu)點(diǎn)：q 拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度低，不耐刺扎和切割；拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度低，不耐刺扎和切割；q 抗?jié)窕阅懿睿谲囁俑?、路面平滑、濕路面上使用抗?jié)窕阅懿?，在車速高、路面平滑、濕路面上使用時(shí)，輪胎易打滑；時(shí)，輪胎易打滑；q 加工性能和粘合性能較差，易脫輥

22、。加工性能和粘合性能較差，易脫輥。（3）順丁橡膠的缺點(diǎn)：）順丁橡膠的缺點(diǎn)：順丁橡膠一般順丁橡膠一般很少單獨(dú)使用很少單獨(dú)使用，都是與其他橡膠并用。，都是與其他橡膠并用。異丁烯和少量異戊二烯（異丁烯和少量異戊二烯（0.53%）的共聚物；）的共聚物；1943年，實(shí)現(xiàn)通用丁基橡膠的工業(yè)化（陽(yáng)離子聚年，實(shí)現(xiàn)通用丁基橡膠的工業(yè)化（陽(yáng)離子聚合）；合）；1960、1971年先后實(shí)現(xiàn)氯化年先后實(shí)現(xiàn)氯化IIR和溴化和溴化IIR的工業(yè)的工業(yè)化化3、丁基橡膠、丁基橡膠（isobutylene and isoprene rubber, IIR）（1）制備和品種）制備和品種氣密性非常好氣密性非常好，透氣性是，透氣性是SB

23、R的的1/8，NR的的1/20，BR的的1/30，適合制作氣密性產(chǎn)品，如內(nèi)胎、球膽、瓶塞等；適合制作氣密性產(chǎn)品，如內(nèi)胎、球膽、瓶塞等； 與乙丙橡膠同屬非極性飽和橡膠，具有很好的耐熱性、耐與乙丙橡膠同屬非極性飽和橡膠，具有很好的耐熱性、耐老化性、化學(xué)穩(wěn)定性和絕緣性；老化性、化學(xué)穩(wěn)定性和絕緣性； 水滲透率極低，耐水性優(yōu)良，在常溫下的吸水速率比其他水滲透率極低，耐水性優(yōu)良，在常溫下的吸水速率比其他橡膠低橡膠低1015倍；倍； 丁基橡膠硫化速度慢，需要高溫或長(zhǎng)時(shí)間硫化；丁基橡膠硫化速度慢，需要高溫或長(zhǎng)時(shí)間硫化； 與其他橡膠的相容性較差，僅能與乙丙橡膠、聚乙烯并用。與其他橡膠的相容性較差，僅能與乙丙橡膠

24、、聚乙烯并用。（2）丁基橡膠的性能與應(yīng)用）丁基橡膠的性能與應(yīng)用以乙烯、丙烯為原料，采用釩或鈦的氯化物與烷基鋁催化以乙烯、丙烯為原料，采用釩或鈦的氯化物與烷基鋁催化劑共聚而成；劑共聚而成；乙丙橡膠的增長(zhǎng)速度是合成橡膠里最快的；乙丙橡膠的增長(zhǎng)速度是合成橡膠里最快的；主要生產(chǎn)方法為懸浮法和溶液法。主要生產(chǎn)方法為懸浮法和溶液法。4、乙丙橡膠、乙丙橡膠（1）制備和品種）制備和品種CCH2HCH2xyCH3CH2CCH2HCH2xyCH3CH2B優(yōu)異耐熱性、耐老化性，優(yōu)異耐熱性、耐老化性，120可長(zhǎng)期使用；可長(zhǎng)期使用； 耐化學(xué)腐蝕性能好，對(duì)各種極性藥品、酸、堿均有較強(qiáng)的耐化學(xué)腐蝕性能好，對(duì)各種極性藥品、酸

25、、堿均有較強(qiáng)的抗耐性；抗耐性；良好的彈性和低溫性能，在通用橡膠中僅次于天然橡膠和良好的彈性和低溫性能，在通用橡膠中僅次于天然橡膠和順丁橡膠；順丁橡膠； 耐水性優(yōu)異，在通用合成橡膠中是最好的；耐水性優(yōu)異，在通用合成橡膠中是最好的； 在所有橡膠中，密度最低，具有高填充性；在所有橡膠中，密度最低，具有高填充性； 缺點(diǎn)缺點(diǎn):采用硫黃體系硫化速度慢，難與不飽和橡膠并用，耐采用硫黃體系硫化速度慢，難與不飽和橡膠并用，耐燃性、耐油性、氣密性、粘結(jié)性較差。燃性、耐油性、氣密性、粘結(jié)性較差。（2）乙丙橡膠的性能與應(yīng)用）乙丙橡膠的性能與應(yīng)用應(yīng)用：主要是車窗密封條、散熱器軟管等應(yīng)用：主要是車窗密封條、散熱器軟管等以

26、以2-氯氯-1,3-丁二烯為原料，采用自由基乳液聚合而成丁二烯為原料，采用自由基乳液聚合而成硫化和氧化反應(yīng)活性均比硫化和氧化反應(yīng)活性均比NR、SBR、丁腈和順丁橡膠低，、丁腈和順丁橡膠低，耐老化性能比一般不飽和橡膠好得多。耐老化性能比一般不飽和橡膠好得多。xCH2CCHCH2Cl（1）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：所有合成橡膠中密度最大的（所有合成橡膠中密度最大的（1.231.25）；）；氯原子存在氯原子存在極性橡膠；極性橡膠；良好結(jié)晶能力良好結(jié)晶能力良好的力學(xué)性能，自增強(qiáng)橡膠；良好的力學(xué)性能，自增強(qiáng)橡膠；優(yōu)異耐燃性能和粘結(jié)性能；優(yōu)異耐燃性能和粘結(jié)性能；耐氧化性能僅次于乙丙和丁基橡膠，耐油性僅次于丁腈

27、耐氧化性能僅次于乙丙和丁基橡膠，耐油性僅次于丁腈橡膠；橡膠；應(yīng)用領(lǐng)域：應(yīng)用領(lǐng)域： 阻燃制品、耐油制品、粘合劑等阻燃制品、耐油制品、粘合劑等（2）性能用途：）性能用途：47 特種用途、用量較少；特種用途、用量較少； 多屬于飽和橡膠（丁腈除外）；多屬于飽和橡膠（丁腈除外）；多為極性橡膠（硅橡膠除外）。多為極性橡膠（硅橡膠除外）。特種合成橡膠特種合成橡膠特種合成橡膠特種合成橡膠48目前用量最大的特種合成橡膠；目前用量最大的特種合成橡膠；以丁二烯和丙烯腈為原料，采用自由基乳液聚合而成，以丁二烯和丙烯腈為原料，采用自由基乳液聚合而成，以低溫聚合為主；以低溫聚合為主； 丙烯腈的含量是影響丁腈橡膠的重要指標(biāo)

28、，其含量一般丙烯腈的含量是影響丁腈橡膠的重要指標(biāo)，其含量一般在在1550%范圍內(nèi)。范圍內(nèi)。1、丁腈橡膠、丁腈橡膠（1）制備和品種）制備和品種49（1）丁腈橡膠的制備和品種）丁腈橡膠的制備和品種特殊丁腈橡膠特殊丁腈橡膠通用丁腈橡膠通用丁腈橡膠極高丙烯腈橡膠（極高丙烯腈橡膠（CAN含量含量43%）低高丙烯腈橡膠（低高丙烯腈橡膠（CAN含量含量24%）中高丙烯腈橡膠（中高丙烯腈橡膠（CAN含量含量3135%）高丙烯腈橡膠（高丙烯腈橡膠（CAN含量含量3642%丁腈橡膠丁腈橡膠中丙烯腈橡膠（中丙烯腈橡膠（CAN含量含量2530%）氫化、羧基、液體、粉末丁腈橡膠氫化、羧基、液體、粉末丁腈橡膠50（2）丁

29、腈橡膠的結(jié)構(gòu)、性能與應(yīng)用）丁腈橡膠的結(jié)構(gòu)、性能與應(yīng)用 化學(xué)結(jié)構(gòu)化學(xué)結(jié)構(gòu)CH2CCH2CHHCH2CCH2CHHxyzCHCHCN丙烯腈含量提高，大分子極性增加，內(nèi)聚能密度提高，丙烯腈含量提高，大分子極性增加，內(nèi)聚能密度提高，加工性能變好，硫化速度加快，耐熱、耐磨性能、氣密性加工性能變好，硫化速度加快，耐熱、耐磨性能、氣密性提高，但彈性降低，耐寒性能下降。提高，但彈性降低，耐寒性能下降。用途：耐油制品，耐油膠管、膠輥、密封圈、貯槽襯里等。用途：耐油制品，耐油膠管、膠輥、密封圈、貯槽襯里等。51由硅氧烷與其他有機(jī)硅單體共聚而成由硅氧烷與其他有機(jī)硅單體共聚而成 分子鏈兼有無(wú)機(jī)和有機(jī)性質(zhì)的高分子彈性體

30、分子鏈兼有無(wú)機(jī)和有機(jī)性質(zhì)的高分子彈性體2、硅橡膠、硅橡膠（1）硅橡膠的制備和品種）硅橡膠的制備和品種加成反應(yīng)型硅橡膠加成反應(yīng)型硅橡膠熱硫化硅橡膠熱硫化硅橡膠硅橡膠硅橡膠室溫硫化硅橡膠室溫硫化硅橡膠52 缺點(diǎn)：不耐酸堿、遇到酸堿發(fā)生解聚；生膠的缺點(diǎn)：不耐酸堿、遇到酸堿發(fā)生解聚；生膠的強(qiáng)度很低（強(qiáng)度很低（0.3MPa） 使用常加增強(qiáng)劑白炭黑使用常加增強(qiáng)劑白炭黑廣泛應(yīng)用于宇航工業(yè)、電子、電氣工業(yè)的防震、廣泛應(yīng)用于宇航工業(yè)、電子、電氣工業(yè)的防震、防潮灌封材料，汽車工業(yè)的密封件和醫(yī)療衛(wèi)生制防潮灌封材料，汽車工業(yè)的密封件和醫(yī)療衛(wèi)生制品等品等53主鏈或側(cè)鏈上含有氟原子的一類高分子彈性體主鏈或側(cè)鏈上含有氟原子

31、的一類高分子彈性體3、氟橡膠、氟橡膠（1）氟橡膠的制備和品種）氟橡膠的制備和品種全氟醚類氟橡膠全氟醚類氟橡膠含氟烯烴類橡膠含氟烯烴類橡膠偏氟乙烯（偏氟乙烯（VDF）-六氟丙烯（六氟丙烯（HFP）共聚物）共聚物（26型）型）偏氟乙烯（偏氟乙烯（VDF） -四氟乙烯（四氟乙烯（TFE） -六六氟丙烯（氟丙烯（HFP）-可硫化單體共聚物可硫化單體共聚物偏氟乙烯（偏氟乙烯（VDF）-四氟乙烯（四氟乙烯（TFE）-六氟六氟丙烯（丙烯（HFP）共聚物）共聚物氟橡膠氟橡膠亞硝基類氟橡膠亞硝基類氟橡膠氟化膦腈類氟橡膠氟化膦腈類氟橡膠偏氟乙烯（偏氟乙烯（VDF）-三氟氯乙烯共聚物三氟氯乙烯共聚物54優(yōu)異的熱穩(wěn)定

32、性，耐化學(xué)品性和耐腐蝕性是所有橡膠中優(yōu)異的熱穩(wěn)定性，耐化學(xué)品性和耐腐蝕性是所有橡膠中最好的；最好的；優(yōu)異的耐油以及優(yōu)異的耐油以及耐耐芳烴類溶劑；芳烴類溶劑；彈性較小，低溫性能較差（彈性較小，低溫性能較差（26型：型：-20210），不易加工；），不易加工；對(duì)低分子脂類、醚類、酮類、胺類等親核性化學(xué)品的抗對(duì)低分子脂類、醚類、酮類、胺類等親核性化學(xué)品的抗耐性較差。耐性較差。（2）氟橡膠氟橡膠的結(jié)構(gòu)、性能與應(yīng)用的結(jié)構(gòu)、性能與應(yīng)用CFCF2xCH2CF2yCF3主要用途：航空航天、導(dǎo)彈、火箭等領(lǐng)域的密封制品。主要用途：航空航天、導(dǎo)彈、火箭等領(lǐng)域的密封制品。55指在常溫下具有橡膠的彈性，高溫下具有可塑化

33、成型特性指在常溫下具有橡膠的彈性，高溫下具有可塑化成型特性的一類彈性體材料；的一類彈性體材料；最早商業(yè)化熱塑性彈性體是最早商業(yè)化熱塑性彈性體是20世紀(jì)世紀(jì)50年代聚氨酯彈性體；年代聚氨酯彈性體；20世紀(jì)世紀(jì)60年代，年代，SBS彈性體問(wèn)世彈性體問(wèn)世與橡膠相比，熱塑性彈性體的優(yōu)點(diǎn)：與橡膠相比，熱塑性彈性體的優(yōu)點(diǎn)： 加工方式簡(jiǎn)單，可采用注壓、擠出、吹塑、模壓等工藝，加工方式簡(jiǎn)單，可采用注壓、擠出、吹塑、模壓等工藝，取代了傳統(tǒng)橡膠的硫化工藝；取代了傳統(tǒng)橡膠的硫化工藝；加工助劑和配合劑較少；加工助劑和配合劑較少；材料可以反復(fù)使用，有利于回收和保護(hù)環(huán)境；材料可以反復(fù)使用，有利于回收和保護(hù)環(huán)境；產(chǎn)品尺寸精

34、度高，質(zhì)量輕。產(chǎn)品尺寸精度高，質(zhì)量輕。熱塑性彈性體熱塑性彈性體56SBS彈性體彈性體苯乙烯與丁二烯嵌段共聚型熱塑性彈性體；苯乙烯與丁二烯嵌段共聚型熱塑性彈性體；隨著隨著St含量增加，含量增加，SBS的彈性減小，硬度增加，拉伸強(qiáng)的彈性減小，硬度增加，拉伸強(qiáng)度增加，最終形成一種類似沖擊改性聚苯乙烯材料；度增加，最終形成一種類似沖擊改性聚苯乙烯材料；具備自增強(qiáng)性，不需添加增強(qiáng)劑和硫化劑；具備自增強(qiáng)性，不需添加增強(qiáng)劑和硫化劑；目前用量最大的一類熱塑性彈性體，主要用于使用溫度目前用量最大的一類熱塑性彈性體，主要用于使用溫度低于低于70、有較好的力學(xué)性能或非耐油場(chǎng)合，、有較好的力學(xué)性能或非耐油場(chǎng)合，主要用

35、作替主要用作替代代PVC和硫化橡膠制作鞋底，還應(yīng)用于塑料改性、橡膠改和硫化橡膠制作鞋底，還應(yīng)用于塑料改性、橡膠改性、密封劑、膠粘劑（熱熔膠）等性、密封劑、膠粘劑（熱熔膠）等CH2CCH2CHHCH2CHxyzCH2CH572、聚氨酯類熱塑性彈性體（、聚氨酯類熱塑性彈性體（TPU）優(yōu)異的力學(xué)性能、耐磨性能和抗撕裂性能；優(yōu)異的力學(xué)性能、耐磨性能和抗撕裂性能；主要用作耐磨制品、高強(qiáng)度耐油制品、高強(qiáng)度高模量制品主要用作耐磨制品、高強(qiáng)度耐油制品、高強(qiáng)度高模量制品等如腳輪、鞋底等，可擠出成型制作薄膜、片材和管材。等如腳輪、鞋底等，可擠出成型制作薄膜、片材和管材。第三節(jié)第三節(jié) 合成纖維成形加工合成纖維成形加

36、工 定義定義: 纖維：是一種天然的或人造的物品纖維：是一種天然的或人造的物品,其長(zhǎng)度通常比寬度其長(zhǎng)度通常比寬度大幾百倍或幾千倍大幾百倍或幾千倍,具有相當(dāng)大的拉伸強(qiáng)度、柔韌性和具有相當(dāng)大的拉伸強(qiáng)度、柔韌性和耐力。耐力。 聚合物纖維，也稱合成纖維，是由聚合物材料制成的聚合物纖維，也稱合成纖維，是由聚合物材料制成的纖維。幾乎所有聚合物材料都可以制成細(xì)長(zhǎng)的物體，纖維。幾乎所有聚合物材料都可以制成細(xì)長(zhǎng)的物體，但要滿足但要滿足“相當(dāng)大的拉伸強(qiáng)度相當(dāng)大的拉伸強(qiáng)度”，應(yīng)該使分子在長(zhǎng)度，應(yīng)該使分子在長(zhǎng)度方向保持高度取向。即只有能夠保持高度分子取向的方向保持高度取向。即只有能夠保持高度分子取向的聚合物才能制成纖維

37、。聚合物才能制成纖維。纖維成型方法和原理纖維成型方法和原理熔融紡絲法熔融紡絲法(熔法紡絲熔法紡絲)溶液紡絲法：溶液紡絲法：又分為干法紡絲和濕法紡絲又分為干法紡絲和濕法紡絲其他紡絲方法其他紡絲方法 干濕紡絲法干濕紡絲法液晶紡絲法液晶紡絲法凍膠紡絲法凍膠紡絲法相分離紡絲法相分離紡絲法乳液或懸浮液紡絲法乳液或懸浮液紡絲法反應(yīng)紡絲法反應(yīng)紡絲法1 、熔法紡絲、熔法紡絲熔體通過(guò)紡絲泵打入噴絲頭，在熔體通過(guò)紡絲泵打入噴絲頭，在一定的壓力下，熔體通過(guò)噴絲一定的壓力下，熔體通過(guò)噴絲頭的小孔流出，形成細(xì)流。細(xì)頭的小孔流出，形成細(xì)流。細(xì)流在紡絲通道中冷卻成為初生流在紡絲通道中冷卻成為初生纖維。紡絲速度受冷卻速度限纖

38、維。紡絲速度受冷卻速度限制。一般制。一般10001500 m/min，高的可達(dá)高的可達(dá)40005000 m/min。熔法紡絲的纖維細(xì)度為熔法紡絲的纖維細(xì)度為0.220特特。纖維細(xì)度（線密度）的單位：纖維細(xì)度（線密度）的單位： 特克斯（特克斯（Tex） ：簡(jiǎn)稱：簡(jiǎn)稱“特特”，它是指，它是指1000米長(zhǎng)的（單米長(zhǎng)的（單股）纖維或紗線在公定回潮率時(shí)的重量克數(shù)。有特（股）纖維或紗線在公定回潮率時(shí)的重量克數(shù)。有特（Tex）、）、分特（分特（dtex）、毫特（）、毫特（mtex）。）。 但尼爾（但尼爾（Denier）：）：簡(jiǎn)稱旦，是指簡(jiǎn)稱旦，是指9000米長(zhǎng)的（單股）纖米長(zhǎng)的（單股）纖維或紗線的重量克數(shù)。

39、維或紗線的重量克數(shù)。 支數(shù)：支數(shù)：1g單股絲的長(zhǎng)度（單股絲的長(zhǎng)度（m）。）。熔法紡絲若生產(chǎn)比較粗的單熔法紡絲若生產(chǎn)比較粗的單絲時(shí)，為了強(qiáng)化冷卻，可絲時(shí)，為了強(qiáng)化冷卻，可以采用冷卻?。ㄋ』蛉芤圆捎美鋮s?。ㄋ』蛉芤涸。??？捎糜诰巯N、液?。??？捎糜诰巯N、聚酰胺、聚酯、聚氯乙烯聚酰胺、聚酯、聚氯乙烯等。但生產(chǎn)速度不快，約等。但生產(chǎn)速度不快，約30 m/min。2、 干法紡絲干法紡絲 聚合物溶液用紡絲泵喂料，從噴絲聚合物溶液用紡絲泵喂料，從噴絲孔流出的溶液細(xì)流在成型通道里蒸孔流出的溶液細(xì)流在成型通道里蒸發(fā)溶劑，成為固體。由于受溶劑蒸發(fā)溶劑，成為固體。由于受溶劑蒸發(fā)速度的限制，紡絲速度一般在發(fā)速度

40、的限制，紡絲速度一般在100500 m/min。 干法紡絲的纖維細(xì)度干法紡絲的纖維細(xì)度1020特。特。 主要纖維有醋酸纖維、聚乙烯醇、主要纖維有醋酸纖維、聚乙烯醇、過(guò)氯乙烯等過(guò)氯乙烯等 溶液用紡絲泵喂料，經(jīng)過(guò)濾后通入浸在凝固浴中的噴絲溶液用紡絲泵喂料，經(jīng)過(guò)濾后通入浸在凝固浴中的噴絲頭中。從噴絲頭出來(lái)的液體細(xì)流與凝固劑產(chǎn)生傳質(zhì)過(guò)程，最頭中。從噴絲頭出來(lái)的液體細(xì)流與凝固劑產(chǎn)生傳質(zhì)過(guò)程，最初初 轉(zhuǎn)變?yōu)槟z，然后轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w纖維。轉(zhuǎn)變?yōu)槟z，然后轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w纖維。 由于傳質(zhì)過(guò)程不快，紡絲由于傳質(zhì)過(guò)程不快，紡絲速度較慢，一般不高于速度較慢，一般不高于20 m/min。絲線的細(xì)度最小。絲線的細(xì)度最小約為約為0

41、.1特，最大約為特，最大約為12特。特。濕法紡絲濕法紡絲第八章第八章 材料的連接材料的連接 金屬、陶瓷和塑料等材質(zhì)的構(gòu)件以一定的方式組金屬、陶瓷和塑料等材質(zhì)的構(gòu)件以一定的方式組合成一個(gè)整體，需要用到合成一個(gè)整體，需要用到連接技術(shù)連接技術(shù)(Joining Technology)。 本章主要討論在工業(yè)中非常重要的焊接技術(shù)，特本章主要討論在工業(yè)中非常重要的焊接技術(shù)，特別是廣泛應(yīng)用的熔化焊技術(shù)，此外也簡(jiǎn)要介紹鉚接別是廣泛應(yīng)用的熔化焊技術(shù)，此外也簡(jiǎn)要介紹鉚接和膠接等永久性連接技術(shù)的原理和工藝。和膠接等永久性連接技術(shù)的原理和工藝。第一節(jié)第一節(jié) 材料的焊接材料的焊接 焊焊接的定義可以概括為：同種或異種材質(zhì)的

42、工接的定義可以概括為：同種或異種材質(zhì)的工件，通過(guò)加熱或加壓或二者并用，并且用或者不件，通過(guò)加熱或加壓或二者并用，并且用或者不用填充材料，使工件達(dá)到原子間的結(jié)合而形成永用填充材料，使工件達(dá)到原子間的結(jié)合而形成永久性連接的工藝稱為焊接久性連接的工藝稱為焊接(Welding)。n在制造金屬結(jié)構(gòu)和機(jī)器過(guò)程中，經(jīng)常要把兩個(gè)或兩個(gè)以上在制造金屬結(jié)構(gòu)和機(jī)器過(guò)程中，經(jīng)常要把兩個(gè)或兩個(gè)以上的構(gòu)件組合起來(lái)，而構(gòu)件之間的組合必須通過(guò)一定的連接的構(gòu)件組合起來(lái)，而構(gòu)件之間的組合必須通過(guò)一定的連接方式，才能成為完整的產(chǎn)品。方式，才能成為完整的產(chǎn)品。n金屬的連接有很多種方法，按拆卸時(shí)是否損壞被連接件可金屬的連接有很多種方法

43、，按拆卸時(shí)是否損壞被連接件可分為分為可拆連接可拆連接和和不可拆連接不可拆連接。 金屬連接概述金屬連接概述n可拆連接可拆連接:不必?fù)p壞被連接件或起連接作用的連接件就可不必?fù)p壞被連接件或起連接作用的連接件就可以完成拆卸，如以完成拆卸，如鍵連接和螺栓連接鍵連接和螺栓連接，只需將鍵打出，或，只需將鍵打出，或?qū)⒙菽杆砷_(kāi)抽出螺栓，就可以完成拆卸。螺紋聯(lián)接是應(yīng)將螺母松開(kāi)抽出螺栓，就可以完成拆卸。螺紋聯(lián)接是應(yīng)用最廣泛的可拆連接。用最廣泛的可拆連接。 n不可拆連接不可拆連接:必須損壞或損傷被連接件或起連接作用的連必須損壞或損傷被連接件或起連接作用的連接件才能完成拆卸，如接件才能完成拆卸，如焊接和鉚接焊接和鉚接。

44、n在鋼結(jié)構(gòu)中，常用連接方法主要有在鋼結(jié)構(gòu)中，常用連接方法主要有鉚接、膠接、脹接、鉚接、膠接、脹接、焊接、螺紋連接焊接、螺紋連接等。等。一、焊接熱過(guò)程及焊接熱源一、焊接熱過(guò)程及焊接熱源1. 1. 焊接熱過(guò)程的特點(diǎn)焊接熱過(guò)程的特點(diǎn) 焊接熱過(guò)程包括焊件的加熱、焊件中的熱傳遞及焊接熱過(guò)程包括焊件的加熱、焊件中的熱傳遞及冷卻三個(gè)階段。焊接熱過(guò)程具有如下特點(diǎn)：冷卻三個(gè)階段。焊接熱過(guò)程具有如下特點(diǎn)： (1) (1) 加熱的局部性。加熱的局部性。 (2) (2) 焊接熱源是移動(dòng)的。焊接熱源是移動(dòng)的。 (3) (3) 具有極高的加熱速度和冷卻速度。具有極高的加熱速度和冷卻速度。2. 2. 焊接熱源焊接熱源 現(xiàn)代

45、焊接生產(chǎn)對(duì)于焊接熱源的要求主要是：現(xiàn)代焊接生產(chǎn)對(duì)于焊接熱源的要求主要是： (1) (1) 能量密度高，并能產(chǎn)生足夠高的溫度。高能量密度和能量密度高，并能產(chǎn)生足夠高的溫度。高能量密度和高溫可以使焊接加熱區(qū)域盡可能小，熱量集中，并實(shí)現(xiàn)高速焊高溫可以使焊接加熱區(qū)域盡可能小，熱量集中，并實(shí)現(xiàn)高速焊接，提高生產(chǎn)率。接，提高生產(chǎn)率。 (2) (2) 熱源性能穩(wěn)定，易于調(diào)節(jié)和控制。熱源性能穩(wěn)定是保熱源性能穩(wěn)定，易于調(diào)節(jié)和控制。熱源性能穩(wěn)定是保證焊接質(zhì)量的基本條件。證焊接質(zhì)量的基本條件。 (3) (3) 高的熱效率，降低能源消耗。盡可能提高焊接熱效率高的熱效率，降低能源消耗。盡可能提高焊接熱效率，節(jié)約能源消耗

46、有著重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義。，節(jié)約能源消耗有著重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義。 主要焊接熱源有電弧熱、化學(xué)熱、電阻熱、等離子焰、電主要焊接熱源有電弧熱、化學(xué)熱、電阻熱、等離子焰、電子束和激光束等等。子束和激光束等等。n可將大而復(fù)雜的零件結(jié)構(gòu)分解為小而簡(jiǎn)單的坯料拼接可將大而復(fù)雜的零件結(jié)構(gòu)分解為小而簡(jiǎn)單的坯料拼接,以簡(jiǎn)化以簡(jiǎn)化零件的制造工藝。零件的制造工藝。n可實(shí)現(xiàn)不同材料間的連接成形，優(yōu)化設(shè)計(jì)，節(jié)省貴重材料，滿可實(shí)現(xiàn)不同材料間的連接成形，優(yōu)化設(shè)計(jì)，節(jié)省貴重材料，滿足特殊要求。適應(yīng)性好，幾乎可焊接所有的金屬材料。足特殊要求。適應(yīng)性好，幾乎可焊接所有的金屬材料。n生產(chǎn)效率高，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化生產(chǎn)效率高，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化

47、和自動(dòng)化n與鉚接等其他加工方法相比與鉚接等其他加工方法相比，焊接件的重量輕，密封性好，力，焊接件的重量輕，密封性好，力學(xué)性能高，工作過(guò)程中無(wú)噪音等。學(xué)性能高，工作過(guò)程中無(wú)噪音等。n但不可拆卸，焊接會(huì)引起接頭組織、性能的變化，同時(shí)焊件還但不可拆卸，焊接會(huì)引起接頭組織、性能的變化，同時(shí)焊件還會(huì)產(chǎn)生較大的應(yīng)力和變形。會(huì)產(chǎn)生較大的應(yīng)力和變形。焊接方法的主要特點(diǎn)：焊接方法的主要特點(diǎn)：在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中具有很重要的作用，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中具有很重要的作用，船艦、高爐、各種容器的殼體，建筑構(gòu)架和船艦、高爐、各種容器的殼體，建筑構(gòu)架和車廂等等都是用焊接方法制造的。車廂等等都是用焊接方法制造的。按焊接過(guò)程的特點(diǎn)分為

48、按焊接過(guò)程的特點(diǎn)分為熔化焊、壓力焊和釬焊三大類。熔化焊、壓力焊和釬焊三大類。利用局部加熱的方法，將工件結(jié)合處加熱到熔利用局部加熱的方法，將工件結(jié)合處加熱到熔化狀態(tài)，并形成公共的熔池，同時(shí)填充金屬，待冷卻結(jié)晶化狀態(tài)，并形成公共的熔池，同時(shí)填充金屬，待冷卻結(jié)晶后彼此連結(jié)在一起的焊接方法。后彼此連結(jié)在一起的焊接方法。利用加壓（或同時(shí)加熱）的方法，使兩被焊件利用加壓（或同時(shí)加熱）的方法，使兩被焊件接合面緊密接觸并產(chǎn)生一定塑性變形，通過(guò)原子間擴(kuò)散和接合面緊密接觸并產(chǎn)生一定塑性變形，通過(guò)原子間擴(kuò)散和再結(jié)晶，以獲得牢固的接頭的焊接方法。再結(jié)晶，以獲得牢固的接頭的焊接方法。將焊件和釬料一起加熱，使熔點(diǎn)低的釬料

49、熔化并將焊件和釬料一起加熱，使熔點(diǎn)低的釬料熔化并填充在未熔焊件接頭間隙中，與焊件金屬發(fā)生原子間的相填充在未熔焊件接頭間隙中，與焊件金屬發(fā)生原子間的相互擴(kuò)散與結(jié)合，待釬料凝固后，將焊件連接起來(lái)的方法。互擴(kuò)散與結(jié)合，待釬料凝固后，將焊件連接起來(lái)的方法。氣焊手工電弧焊埋弧自動(dòng)焊氣體保護(hù)焊電弧焊電渣焊電子束焊激光焊等離子弧焊熔化焊點(diǎn)焊對(duì)焊縫焊電阻焊摩擦焊超聲波焊壓力焊硬釬焊軟釬焊釬焊焊接方法常用焊接方法：常用焊接方法： 在液態(tài)下進(jìn)行焊接時(shí)，母材接頭被加熱到熔化溫度在液態(tài)下進(jìn)行焊接時(shí)，母材接頭被加熱到熔化溫度以上，它們?cè)谝簯B(tài)下相互融合，冷卻時(shí)便凝固在一起以上，它們?cè)谝簯B(tài)下相互融合，冷卻時(shí)便凝固在一起，這

50、就是，這就是熔化焊接熔化焊接(Fusion Welding)。熔化焊熔化焊1. 電渣焊電渣焊 電渣焊電渣焊(Electro-slag Welding)是利用電流通過(guò)液態(tài)熔渣是利用電流通過(guò)液態(tài)熔渣時(shí)所產(chǎn)生的電阻熱作為熱源的一種熔化焊接方法。時(shí)所產(chǎn)生的電阻熱作為熱源的一種熔化焊接方法。 電渣焊總是在垂直立焊位置進(jìn)行焊接，絲極電渣焊的焊電渣焊總是在垂直立焊位置進(jìn)行焊接，絲極電渣焊的焊接過(guò)程如圖所示。接過(guò)程如圖所示。2. 埋弧自動(dòng)焊埋弧自動(dòng)焊 埋弧自動(dòng)焊埋弧自動(dòng)焊(Submerged Arc Automatic Welding)是電弧在是電弧在顆粒狀焊劑層下燃燒的自動(dòng)電弧焊接方法。顆粒狀焊劑層下燃燒的

51、自動(dòng)電弧焊接方法。 埋弧自動(dòng)焊與焊條電弧焊相比具有生產(chǎn)率高、焊接質(zhì)量高埋弧自動(dòng)焊與焊條電弧焊相比具有生產(chǎn)率高、焊接質(zhì)量高而且穩(wěn)定、節(jié)省金屬材料、勞動(dòng)條件好等優(yōu)點(diǎn)，但是埋弧自而且穩(wěn)定、節(jié)省金屬材料、勞動(dòng)條件好等優(yōu)點(diǎn)，但是埋弧自動(dòng)焊的靈活性差。埋弧自動(dòng)焊可焊接碳鋼、低合金鋼、不銹動(dòng)焊的靈活性差。埋弧自動(dòng)焊可焊接碳鋼、低合金鋼、不銹鋼和純銅等，適用于較厚的板料鋼和純銅等，適用于較厚的板料(660mm)的長(zhǎng)、直焊縫和直的長(zhǎng)、直焊縫和直徑大于徑大于250mm環(huán)形焊縫的焊接。生產(chǎn)批量越大，使用埋弧自環(huán)形焊縫的焊接。生產(chǎn)批量越大，使用埋弧自動(dòng)焊的經(jīng)濟(jì)效益越佳。動(dòng)焊的經(jīng)濟(jì)效益越佳。3. 氣體保護(hù)電弧焊氣體保護(hù)

52、電弧焊 氣體保護(hù)電弧焊氣體保護(hù)電弧焊(Gas Shielded Arc Welding)是利用外加是利用外加氣體作為電弧介質(zhì)并保護(hù)電弧和焊接區(qū)的電弧焊。用作保氣體作為電弧介質(zhì)并保護(hù)電弧和焊接區(qū)的電弧焊。用作保護(hù)介質(zhì)的氣體有氬氣、氦氣、二氧化碳，以及這些氣體的護(hù)介質(zhì)的氣體有氬氣、氦氣、二氧化碳，以及這些氣體的混合氣?；旌蠚?。 （1） 熔化極氣體保護(hù)電弧焊熔化極氣體保護(hù)電弧焊 熔化極氣體保護(hù)電弧焊熔化極氣體保護(hù)電弧焊(Gas Metal Arc Welding ,GMAW)以連續(xù)送進(jìn)的焊絲作為以連續(xù)送進(jìn)的焊絲作為電極，并利用電弧熱將焊件熔化，并由焊炬噴嘴噴出的氣電極，并利用電弧熱將焊件熔化，并由焊

53、炬噴嘴噴出的氣體保護(hù)下形成焊縫。體保護(hù)下形成焊縫。 （2） 鎢極氣體保護(hù)電弧焊鎢極氣體保護(hù)電弧焊 鎢極氣體保護(hù)電弧焊鎢極氣體保護(hù)電弧焊(Gas Tungsten Arc Welding，GTAW)是一種不熔化極氣體保護(hù)電弧焊，是利用高熔點(diǎn)的鎢極和工是一種不熔化極氣體保護(hù)電弧焊，是利用高熔點(diǎn)的鎢極和工件之間的電弧使金屬熔化而形成焊縫的。件之間的電弧使金屬熔化而形成焊縫的。 鎢極惰性氣體保護(hù)焊鎢極惰性氣體保護(hù)焊(TIG)是用氬氣或氦氣等惰性氣體進(jìn)是用氬氣或氦氣等惰性氣體進(jìn)行保護(hù)的行保護(hù)的GTAW焊接方法焊接方法 在固態(tài)下進(jìn)行焊接時(shí)，可以利用壓力將母材接頭焊接，在固態(tài)下進(jìn)行焊接時(shí)，可以利用壓力將母材

54、接頭焊接，加熱只起著輔助作用，有時(shí)不加熱，有時(shí)加熱到接頭的高塑加熱只起著輔助作用，有時(shí)不加熱，有時(shí)加熱到接頭的高塑性狀態(tài)，甚至使接頭的表面薄層熔化，這便是壓力焊接性狀態(tài)，甚至使接頭的表面薄層熔化，這便是壓力焊接(Pressure Welding)。 1. 電阻焊電阻焊 電阻焊電阻焊(Resistance Welding)又稱接觸焊，它是利用電流通又稱接觸焊，它是利用電流通過(guò)焊接接頭的接觸面時(shí)產(chǎn)生的電阻熱將焊件局部加熱到熔化過(guò)焊接接頭的接觸面時(shí)產(chǎn)生的電阻熱將焊件局部加熱到熔化或塑性狀態(tài)，在壓力下，形成焊接接頭的壓焊方法。電阻焊或塑性狀態(tài)，在壓力下，形成焊接接頭的壓焊方法。電阻焊按接頭形式的不同，

55、可分為點(diǎn)焊、縫焊、凸焊和對(duì)焊等類型按接頭形式的不同，可分為點(diǎn)焊、縫焊、凸焊和對(duì)焊等類型壓力焊壓力焊（1 1） 點(diǎn)焊點(diǎn)焊 焊件裝配成搭接接頭，并壓緊在兩電極之間，形焊件裝配成搭接接頭，并壓緊在兩電極之間，形成焊點(diǎn)。成焊點(diǎn)。（2 2）凸焊）凸焊 凸焊是由點(diǎn)焊演化而來(lái)，通常是在兩板件之一上凸焊是由點(diǎn)焊演化而來(lái)，通常是在兩板件之一上沖出凸點(diǎn)，然后進(jìn)行焊接。沖出凸點(diǎn)，然后進(jìn)行焊接。 （3 3）縫焊）縫焊 縫焊與點(diǎn)焊原理相似，只是其電極為一對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的縫焊與點(diǎn)焊原理相似，只是其電極為一對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的銅滾輪。焊件在轉(zhuǎn)動(dòng)滾輪作用下，邊焊接邊前進(jìn)，使焊銅滾輪。焊件在轉(zhuǎn)動(dòng)滾輪作用下，邊焊接邊前進(jìn)，使焊縫相互連接形成連續(xù)的焊

56、縫縫相互連接形成連續(xù)的焊縫。 （4 4）對(duì)焊）對(duì)焊 對(duì)焊是利用電阻熱使兩被焊工件沿整個(gè)接觸面焊對(duì)焊是利用電阻熱使兩被焊工件沿整個(gè)接觸面焊合的電阻焊接工藝方法，可分為電阻對(duì)焊和閃光對(duì)焊。合的電阻焊接工藝方法，可分為電阻對(duì)焊和閃光對(duì)焊。 2. 2. 摩擦焊摩擦焊 摩擦焊摩擦焊(Friction Welding)(Friction Welding)是利用工件接觸是利用工件接觸面摩擦產(chǎn)生的熱量為熱源，將工件端面加熱到塑面摩擦產(chǎn)生的熱量為熱源，將工件端面加熱到塑性狀態(tài)，然后在壓力下使金屬連接在性狀態(tài)，然后在壓力下使金屬連接在起的焊接起的焊接方法。方法。 在接頭之間加入熔點(diǎn)遠(yuǎn)較母材低的合金，局部加熱使這些

57、在接頭之間加入熔點(diǎn)遠(yuǎn)較母材低的合金，局部加熱使這些合金熔化，借助于液態(tài)合金與固態(tài)接頭的物理化學(xué)作用而合金熔化，借助于液態(tài)合金與固態(tài)接頭的物理化學(xué)作用而達(dá)到焊接的目的，這便是釬焊達(dá)到焊接的目的，這便是釬焊(Soldering & Brazing)。釬焊。釬焊用的合金稱為釬料。用的合金稱為釬料。 根據(jù)釬料熔點(diǎn)的不同，釬焊可分為硬釬焊和軟釬焊兩大根據(jù)釬料熔點(diǎn)的不同，釬焊可分為硬釬焊和軟釬焊兩大類。類。 (1) 硬釬焊硬釬焊(Brazing) 釬料熔點(diǎn)高于釬料熔點(diǎn)高于450時(shí)的釬焊。時(shí)的釬焊。 (2)軟釬焊軟釬焊(Soldering) 釬料的熔點(diǎn)在釬料的熔點(diǎn)在450以下的釬焊。以下的釬焊。 為

58、提高接頭強(qiáng)度，釬焊構(gòu)件的接頭形式都采用板料搭接為提高接頭強(qiáng)度，釬焊構(gòu)件的接頭形式都采用板料搭接和套件鑲接。和套件鑲接。 釬焊釬焊焊接新工藝的發(fā)展焊接新工藝的發(fā)展 隨著焊接結(jié)構(gòu)較多地采用鉭、鈦、鉬、鈮等活潑金隨著焊接結(jié)構(gòu)較多地采用鉭、鈦、鉬、鈮等活潑金屬，以及焊接往往成為機(jī)械加工后的最后一道連接工序?qū)伲约昂附油蔀闄C(jī)械加工后的最后一道連接工序而要求工件熱變形很小，在微電子等領(lǐng)域采用精密焊接而要求工件熱變形很小，在微電子等領(lǐng)域采用精密焊接越來(lái)越多。在相當(dāng)多的高新技術(shù)領(lǐng)域，普通電弧焊己不越來(lái)越多。在相當(dāng)多的高新技術(shù)領(lǐng)域，普通電弧焊己不能滿足要求。真空電子束焊接、等離子焊接、激光焊接能滿足要求。真

59、空電子束焊接、等離子焊接、激光焊接等高能量密度焊接新工藝獲得了較大發(fā)展等高能量密度焊接新工藝獲得了較大發(fā)展。 n鉚接鉚接n搭接是鉚接結(jié)構(gòu)中最簡(jiǎn)單的疊合方式，它是將板件邊緣對(duì)搭接是鉚接結(jié)構(gòu)中最簡(jiǎn)單的疊合方式，它是將板件邊緣對(duì)搭在一起用鉚釘加以固定連接的結(jié)構(gòu)形式，如圖搭在一起用鉚釘加以固定連接的結(jié)構(gòu)形式，如圖(a)所示。所示。n對(duì)接是將連接的板件置于同一個(gè)平面，上面覆蓋有蓋板，對(duì)接是將連接的板件置于同一個(gè)平面，上面覆蓋有蓋板，用蓋板把板件鉚接在一起。這種連接可分為單蓋板式和雙用蓋板把板件鉚接在一起。這種連接可分為單蓋板式和雙蓋板式兩種對(duì)接形式，如圖蓋板式兩種對(duì)接形式，如圖(b)所示。所示。n角接是

60、互相垂直或組成一定角度板件的連接。這種連接要角接是互相垂直或組成一定角度板件的連接。這種連接要在角接處覆以搭疊零件一角鋼。角接時(shí)，板件上的角鋼接在角接處覆以搭疊零件一角鋼。角接時(shí)，板件上的角鋼接頭有一側(cè)或兩側(cè)兩種形式，如圖頭有一側(cè)或兩側(cè)兩種形式，如圖(c)所示。所示。 (a) (a) 搭接搭接 (b) (b) 對(duì)接對(duì)接 (c) (c) 角接角接鉚接的基本形式鉚接的基本形式焊接材料焊接材料 焊條的組成：焊條的組成：焊芯焊芯藥皮藥皮由專門冶煉的焊條鋼經(jīng)軋由專門冶煉的焊條鋼經(jīng)軋制和拉拔而成。制和拉拔而成。由多種礦物、鐵合金、有由多種礦物、鐵合金、有機(jī)物和化工原料混合而成。機(jī)物和化工原料混合而成。起導(dǎo)電和填充