凡是必須連接大面積薄壁組件的地方，點(diǎn)式固定元件如螺栓都非常搶手。不僅建筑業(yè)中的鋪板是這樣，軌道車輛制造業(yè)或者汽車制造業(yè)中也是這樣。某些型號(hào)的汽車車身上需要有數(shù)百個(gè)緊固螺栓。

最近幾十年來，采用升降點(diǎn)火的栓柱焊接法已經(jīng)發(fā)展為此類固定件的標(biāo)準(zhǔn)連接技術(shù)，而且已經(jīng)具有很高的技術(shù)成熟度。在傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)上，栓柱焊接技術(shù)由于過程時(shí)間只有幾個(gè)毫秒，而且由于費(fèi)用低，目前仍未遇到真正的競(jìng)爭(zhēng)。

不過，如今的制造過程都處于極大的時(shí)間和費(fèi)用壓力之下，而且必須滿足額外的要求，如減少零件重量，因而致使新材料所占的份額在不斷升高，如高強(qiáng)度鋼材，鋁和纖維加強(qiáng)的塑料等。對(duì)于這些只能有限的焊接或都根本不能焊接的材料，必須研制出新的螺栓連接技術(shù)，這些技術(shù)必須能夠同樣滿足手工業(yè)和工業(yè)中要求極高的負(fù)荷規(guī)定。作為與材料無關(guān)的連接技術(shù)，螺栓粘貼技術(shù)在本文描述的用途中今后將扮演重要的角色。

感應(yīng)裝置可以迅速產(chǎn)生為螺栓粘貼所需要的加熱

在大多數(shù)情況下，人們對(duì)粘貼的連接技術(shù)一開始總是抱有很大的懷疑，其原因一是在于廣告保證說萬能膠萬能通用(其實(shí)不可能存在)，但也有另外一個(gè)原因，大多數(shù)人自己使用這種連接技術(shù)時(shí)已經(jīng)取得了不好的經(jīng)驗(yàn)，比如自己浴室里粘貼的毛巾鉤掉下來了。

與此相反，事實(shí)上是，如今最高技術(shù)水平的汽車在行駛功率和舒適度方面，沒有粘貼技術(shù)，沒有在汽車車身結(jié)構(gòu)中粘貼在涂過油的鋼板上的粘貼技術(shù)，那是不可想象的。因此，從粘貼連接技術(shù)對(duì)外形象中的這種矛盾現(xiàn)象可以得出結(jié)論說，重要的是在考慮到連接部件表面性狀情況下找到正確的粘合劑，或者確切地說是找到正確粘合系統(tǒng)，制定合適的工藝過程，以便能夠把粘貼技術(shù)順利整合到現(xiàn)有的過程中。

粘貼過程在秒的范圍內(nèi)完成

這一點(diǎn)特別適用于螺栓粘貼技術(shù)，因?yàn)檫@種技術(shù)除了采用合適的粘貼劑之外，因?yàn)檎迟N劑與粘貼技術(shù)上最佳的螺栓有直接的配合關(guān)系，還必須在秒的范圍內(nèi)完成粘貼過程，這樣才能具有抗?fàn)幠芰Α２捎谜掣叫哉澈蟿┛梢赃_(dá)到這樣極短的過程時(shí)間，但粘附性粘合劑往往不具備所要求的性能，或者利用粘性反應(yīng)型粘合劑，這種材料在要求的節(jié)拍時(shí)間內(nèi)，通過過程輔助手段至少可以達(dá)到繼續(xù)加工所要求的強(qiáng)度。

通過一系列的廣泛試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，最好的方法是利用感應(yīng)技術(shù)造成螺栓的迅速起熱，把技術(shù)上要求甚高的螺栓永久地粘貼在各種不同的表面上。目前在廚房爐灶板上采用的感應(yīng)技術(shù)依據(jù)的是導(dǎo)電組件上無接觸產(chǎn)生渦流(見圖1)。感應(yīng)生熱的過程優(yōu)點(diǎn)在于，可以在幾分之一秒內(nèi)將極大的熱量局部傳導(dǎo)到組件上。假如像本例所描述的那樣，利用這些熱量來使與組件相鄰的粘合劑層硬化，這樣就可以實(shí)現(xiàn)幾秒鐘的過程時(shí)間了。

螺栓粘貼的成功取決于所使用的粘合劑。為了找到合適的粘合劑，必須將所要求的各種性能匯總到一份任務(wù)書中。做螺栓粘貼時(shí)，任務(wù)書包含下列主要要求：幾秒鐘之內(nèi)的初始強(qiáng)度；很高的最終強(qiáng)度；粘貼于各種不同的表面(涂過油的，有涂層的)；粘貼于不同的材料上；在外部使用時(shí)也能長年抗老化；可暫時(shí)做在螺栓上；具有足夠的倉儲(chǔ)穩(wěn)定性。上述要求取決于相應(yīng)的用途，據(jù)此可相應(yīng)地補(bǔ)充其它要求或做改動(dòng)。

用各種各樣幾何形狀的螺栓在各種不同的材料上所做的廣泛試驗(yàn)表明，螺栓粘貼原則上可考慮采用表中所列出的粘合劑。假如這些粘合劑可以感應(yīng)方式進(jìn)行加熱，那么它們就能夠滿足手工業(yè)和大工業(yè)中的任務(wù)要求。相應(yīng)正確的粘合系統(tǒng)來自于所要求的用途。 #p#分頁標(biāo)題#e#

螺栓的加熱導(dǎo)致粘合劑形成網(wǎng)狀交聯(lián)

只有在幾分之一秒內(nèi)能夠提供初始強(qiáng)度所需要的熱量情況下，才能采用前面提到的粘合系統(tǒng)。為了保證這一點(diǎn)，IFF研制出了小型移動(dòng)式感應(yīng)裝置(圖2)以及所屬的專用感應(yīng)器，這種裝置可以使用戶能夠在任意地點(diǎn)進(jìn)行螺栓粘貼。感應(yīng)機(jī)采用空氣冷卻，工作電壓為230 V，因而對(duì)使用地點(diǎn)沒有什么特殊要求。涂有粘合劑的螺栓被放進(jìn)感應(yīng)器里，螺栓在感應(yīng)器里自動(dòng)固定。將螺栓安放在希望粘貼的位置上之后，對(duì)螺栓法蘭盤進(jìn)行感應(yīng)加熱，加熱時(shí)導(dǎo)致粘合劑交聯(lián)成網(wǎng)狀。加熱過程之后，將感應(yīng)器從組件上垂直拿開，螺栓則保留在組件上。

需要的熱量取決于粘合劑，而且可根據(jù)所需要的過程時(shí)間進(jìn)行測(cè)算。熱量可以被看作圖3中加熱曲線下面的面積，它取決于螺栓的幾何形狀、接通時(shí)間以及設(shè)備功率。大多數(shù)形狀的螺栓在幾分之一秒的時(shí)間內(nèi)就可以達(dá)到需要的額定溫度。不過，這并非在任何情況下都是適當(dāng)?shù)模驗(yàn)槟承┱澈蟿┰谶@種極快的加熱情況下傾向于氣泡的形成，由于時(shí)間太短，反應(yīng)速度太快，粘合劑的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)可能不會(huì)正常的形成。

從粘貼技術(shù)上來看，3～4s的加熱時(shí)間以及由于螺栓較粗(熱能較大)導(dǎo)致的冷卻延遲，可以促成更好的結(jié)果。不過，迅速的初始強(qiáng)度與這種愿望是矛盾的，因?yàn)橐孤菟ㄔ诖怪泵嫔弦材鼙３肿。枰泻芸斓某跏紡?qiáng)度。而由于粘合劑在高溫下比在室溫下強(qiáng)度明顯變小，因而在個(gè)別情況下(如重型螺栓)甚至需要將螺栓以及粘合劑放到固定的溫度中，也就是說比如利用壓縮空氣進(jìn)行冷卻。

今后，螺栓粘貼主要用在不適合鉆孔的地方以及用于對(duì)溫度敏感的組件上，也就是不能使用傳統(tǒng)連接技術(shù)的地方。粘貼的螺栓在焊接螺栓的強(qiáng)度范圍內(nèi)肯定絕對(duì)不會(huì)排在前面，不過這在大多數(shù)情況下也沒有必要。問題在于要測(cè)算出所傳導(dǎo)的力，確定螺栓的數(shù)目以及通過法蘭盤的直徑確定粘貼的面積，粘貼面應(yīng)設(shè)計(jì)得當(dāng)，使出現(xiàn)的負(fù)荷由整個(gè)系統(tǒng)來承擔(dān)。

圖4中是采用標(biāo)準(zhǔn)粘合劑所達(dá)到強(qiáng)度的一個(gè)實(shí)例。圖中的數(shù)值在結(jié)構(gòu)性粘合劑的范圍之內(nèi)，因而可以認(rèn)為，采用的反應(yīng)式粘貼薄膜具有正常的很高的形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的程度。

圖4 采用粘貼薄膜進(jìn)行螺栓粘貼時(shí)粘合劑的強(qiáng)度，按DIN EN 1465進(jìn)行的拉剪試驗(yàn)測(cè)得
(壓入時(shí)間為5s，目標(biāo)溫度180℃，加熱與檢驗(yàn)之間的時(shí)間為5min，連接的零件：鋼/混凝土)

今后至關(guān)重要的是，不僅要觀察粘合劑的強(qiáng)度，進(jìn)而觀察各種粘貼螺栓的強(qiáng)度，而且還要觀察整個(gè)粘貼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，因?yàn)楸热缤繉訉?duì)可傳導(dǎo)的力的減小往往比粘貼層本身還要厲害。 

對(duì)于認(rèn)可粘貼技術(shù)起決定性作用的是，盡量提高粘貼系統(tǒng)的結(jié)實(shí)度，使過程能夠在不具備多少初步知識(shí)的情況下，在很短的時(shí)間內(nèi)就可以簡便而安全的完成，以便向手工業(yè)提供節(jié)省費(fèi)用的就地連接技術(shù)，以便將工業(yè)的工藝過程能夠通過后面的接縫過程設(shè)計(jì)得更加靈活。通過研制物美價(jià)廉的通用移動(dòng)式感應(yīng)裝置，組合使用在人體工程學(xué)上經(jīng)過優(yōu)化的結(jié)實(shí)耐用的特種感應(yīng)器，IFF從過程方面已經(jīng)取得了成功。此外，采用各種各樣的粘合劑進(jìn)行的一系列全面試驗(yàn)表明，采用傳統(tǒng)的粘合系統(tǒng)已經(jīng)可以取得極好的結(jié)果了。