СКЛЕИВАНИЕ МЕТАЛЛОВ

КОНСТРУКЦИЯ КЛЕЕВЫХ СОЕДИНЕНИИ И ИХ ИСПЫТАНИЯ

Для успешного использования имеющихся клеев и материалов - конструктор должєі быть достаточно информирован об их свой­ствах. Без таких сведений трудно правильно выбрать клей и спроек­тировать оптимальное для конкретного задания клеевое соединение.

Фактические данные по механическим и физико-химическим свойствам клеев и типовых или стандартных соединений, выполнен­ных различными клеями, значительно облегчают выбор клея. Одна­ко, до того как клей будет применен в реальной конструкции, необходимо провести ряд предварительных испытаний. Одни испы­тания нужны еще в стадии проектирования изделия, чтобы иметь полное представление о характеристиках соединений, которые мож­но получить, используя выбранный клей. Другие — нужны в стадии изготовления изделия, чтобы оценить качество, кондиционность пар­тии клея, идущей в производство.

Конфигурация клеевого соединения часто является решающей, поэтому должна тщательно продумываться. Прочность клеевого соединения зависит не только от клея, но и от самого склеиваемого металла, его толщины, типа соединения: одинарная или двойная на­хлестка, соединение на-ус, соединение встык и т. п, и от многих дру­гих факторов.

После того как произведен расчет клеевых соединений и клееное изделие не только полностью спроектировано, но н изготовлено в натуре, всегда необходимо оценить качество клеевого соединения или всего собранного изделия, т. е. произвести, поверочные кон­трольные испытания.

§ 25. Выбор клея

Чтобы выбрать клей, подходящий для данного случая примене­ния, следует провести анализ, основанный на учете требований прочности, условий работы изделия, рода склеиваемых материалов и производственных возможностей. Необходимо принять во внима кие также особенности технологического процесса, связанного с употреблением данного клея, его стоимость и оценить технико эко­номические показатели производства клееных изделий.

Стоимость неконструкционных клеев может колебаться в преде­лах 0,5—2,0 долларов за литр. Конструкционные клеи значительно дороже, их цена находится в пределах 2—8 долларов за литр. Пред­полагают, что специальные теплостойкие клеи будут лишь, немногим дороже конструкционных. Однако при 'применении клеев для изго­товления различных конструкционных деталей затраты на сам клей в общем балансе мизерны. Производственные издержки на оснастку, клеильно-прессовое оборудование более важны, особенно по срав­нению с некоторыми другими способами'Креплений (см. гл. I).

Из прочностных характеристик и эксплуатационных условий определяют, является ли необходимым использование конструкцион­ного 'Клея. При выборе марки конструкционного клея весьма важно учесть рабочие температуры. В табл. 30 приведены некоторые клеи, пригодные для изделий, работающих в различных диапазонах тем­ператур. Для удобства они подразделены на четыре группы.

Клеи, рекомендуемые для температур от —55 до 315°, следует брать только тогда, когда клеевым соединениям приходится выдер­живать температуру свыше 150°. При обычных температурах эти теплостойкие клеи не обладают такими же высокими прочност­ными и технологическими свойствами, как некоторые другие (см. гл. IV). '

После того как исходя из температурных условий работы изде­лия установили класс клеев, которые могут применяться, дальней­ший отбор должен обусловливаться требованиями прочности, предъ­являемыми к данному соединению. В пределах одной группы клеев, классифицированной по признаку служебных температур, свойства клеев различных марок по сопротивлению изгибу, растяжению, на выносливость, ползучесть и т. п. могут значительно колебаться. Обычно эпоксидные клеи обладают худшими характеристикам^ ппи испытании на изгиб и отдир, чем клеи на основе смеси фенольных смол и эластомеров или фенольных и поливиниловых смол. Зато '** часто наблюдается обратная картина в отношении ползучести при ПОСТОЯІШОЙ нагрузке.

Затем технолог и конструктор должны учитывать производствен­ные возможности. Состоянию поставляемого клея будет опредетять метод нанесения — пульверизатором, кистью или иными способами. Дія жидких клеев весьма желательно использовать способ нанесе­ния клея с помощью пульверизатора.

Другой важный фактор при выборе клея — имеющееся в распо­ряжении оборудование для отверждения клеевого соединения. Если нет устройства для нагрева склеиваемых деталей, то надо брать клей, отверждающийся при комнатной температуре. Из конструк­ционных клеев этому условию могут удовлетворять только эпоксид­ные и некоторые полиуретановые клеи. Необходимо учитывать и возможность осуществления давления запрессовки при склеивании. При ограниченной возможности приложения давления - нужно под­бирать клей, отверждающийся именно при этом давлении. Эпоксид­ные клеи — самые подходящие для случаев низкого или так назы­ваемого контактного давления. Для получения клеевого соединения

надлежащего качества некоторые клеи требуют давления до 20 кг/см2.

Очевидно, что хорошо оборудованное предприятие сможет де­лать более свободный и широкий выбор клеев, чем предприятие с ограниченными возможностями. Краткие сведения об основных тех­нологических параметрах ряда клеев можно почерпнуть из свод­ных таблиц 2 и 37.

Конфигурация соединений и расположение клеевых швов в каждом отдельном изделии также могут являться ограничивающи­ми факторами. Недоступность областей склеивания заставляет при менять клей, требующий только контактного давления. Аналогич­ными соображениями руководствуются и при использовании на­грева.

Очень важным фактором, особенно при массовом производстве, может быть время, необходимое для нанесения клея и отверждения клеевого соединения.

Наносить клей на больших участках пульверизатором скорее, чем ■кистью или валком. Некоторые клеи могут потребовать нанесения их в несколько слоев, и, следовательно, будут необходимы длитель­ные периоды сушки без подогрева на воздухе или с подогревом в ГІЄЧИ. Клеи в виде тонких листов, лент или пленок удобны в случае, когда склеиваются плоские ровные поверхности. Если этим спосо­бом склеивать поверхности сложной конфигурации, то для укладки клеевой пленки потребуется слишком много времени

Время отверждения будет зависеть от сорта клея, а также от температуры отверждения. В случае применения «леев, отверждаю­щихся при комнатной температуре, склеенные детали не должны подвергаться внешней нагрузке иногда даже в течение нескольких дней. Эта выдержка должна соблюдаться как для незаконченных деталей, идущих на дальнейшую технологическую обработку, так и для готовых изделий перед началом их службы.

Итак, основные соображения, которыми должен руководство­ваться инженер при выборе конструкционного клея для определен­ного назначения, заключаются в учете следующих факторов:

1) температурные условия работы изделия;

2) заданная прочность соединения;

3) производственные возможности (в частности, способы нанесе­ния и отверждения клеев).

ИСПЫТАНИЯ КЛЕЕВ И КЛЕЕВЫХ СОЕДИНЕНИИ

При выборе клея необходимо обязательно предварительно знать его свойства. Клей оценивают по результатам его испытаний. Ниже рассматриваются наиболее важные виды испытаний клеев и методы их проведения.