ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основные операции технологического процесса склеивания металлов из "Конструкционные клеи" Виды конструкционных клеевых соединений. [c.197] Основные виды используемых на практике клеевых соединений приведены на рис. 3.1 и 3.2. Самым распространенным типом клеевого соединения является соединение внахлестку (рис. 3.3). В соединениях внахлестку возникают преимущесхвенно напряжения сдвига, причем на участках, близких к периферии площади склеивания, могут появиться и напряжения растяжения в направлении, перпендикулярном площади склеивания, что приводит к возникновению отдирающих усилий. Это необходимо учитывать при расчете соединений. [c.198] Анализ влияния различных конструктивных факторов на прочностные характеристики клеевых соединений внахлестку показывает, что концентрация напряжений возрастает с увеличением длины нахлестки, не зависит от ширины нахлестки, медленно возрастает с повышением модуля сдвига клея и медленно снижается с увеличением модуля упругости, толщины металла и толщины клеевого слоя. Наилучшей конструкцией соединения внахлестку следует признать акую, в которой длина нахлестки невелика, клей эластичен, клеевая прослойка достаточно толстая, а склеиваемый материал жесткий и также имеет большую толщину. [c.200] Формальный анализ напряжений, возникающих в клеевом соединении, приводит к выводу о том, что в конструкциях следует применять толстую и нежесткую клеевую пленку. В действительности это не так из опыта известно, что клеевые соединения с толстой клеевой пленкой имеют обычно низкую прочность, а клеи с чрезмерно большой эластичностью отличаются высокой ползучестью под нагрузкой и не могут быть использованы в силовых конструкциях. Вместе с тем хрупкие клеевые пленки также нежелательны вследствие малой когезионной прочности, небольшого термического коэффициента линейного расширения и наличия в. большинстве случаев значительных внутренних напряжений. [c.200] Совершенно очевидно, что общая прочность (а не разрушающее иапряжение при сдв иге) клеевого соединения увеличивается прямо пропорционально ширине нахлестки, которая может превышать ее длину. Изменение прочности при сдвиге в зависимости от длины нахлестки показано на рис. 3.5, а влияние длины нахлестки и толщины металла на прочность при сдвиге клеевых соединений внахлестку — на рис. 3.6. Прочность при сдвиге клеевого соединения с односторонней накладкой (рис. 3.7) несколько выше прочности соединения внахлестку. [c.201] Прочность соединения с односторонней нахлесткой или накладкой двух материалов неодинаковой толщины занимает промежуточное положение между прочностью соединения двух толстых материалов и прочностью соединения двух тонких, причем ближе к последнему показателю. Усиливающее действие толстого элемента обусловливает большую равномерность распределения яапряжеппй сдвига по длине клеевого ш ва и уменьшает ослабляющее действие неравномерного отрыва. В симметричных соединениях с двухсторонней нахлесткой или накладкой (см. рис. 3.2) ослабляющее влияние нормальных напряжений почти исключено. [c.201] Прочность при сдвиге клеевого соединения внахлестку повышается, если кромки скрепляемых элементов скошены, чем достигается более плавное изменение их сечений (см. рис. 3.7). Наибольшую прочность имеют усовые соединения, в которых напряжения более равномерно распределяются по длине шва. Это преимущество наиболее сильно проявляется при действии переменных нагрузок. [c.201] В некоторых случаях, когда по тем или иным соображениям возникает необходимость в применении термостойких клеев, как правило, не обладающих эластичностью, или если для изготовления конструкций используют тонкие металлические листы, целесообразно для усиления конструкции ставить у наружных кромок временные (при сборке) или постоянные (при эксплуатации) заклепки или применять точечную сварку. [c.201] На рис. 3.8 приведены рекомендуемые размеры поперечного сечения элементов жесткости, склеиваемых с обшивкой, а на рис. 3.9 —различные профили элементов каркаса, приклеиваемых к О бшивке. Полки таврового сечения элементов, уменьшающиеся по толщине в направлении кромок клеевого шва, предотвращают коробление и обеспечивают получение прочного соединения. Профили в. е и д (рис. 3.9) более эффективны, чем а и б. [c.202] Идеальные условия чистого отрыва встречаются на практике очень редко. Обычно из-за трудностей, связанных с подгонкой склеиваемых поверхностей, происходит их смещение, в результате чего при нагружении появляются напряжения изгиба. Уже при незначительных изгибающих нагрузках или при наличии неравномерного отрыва (и отдира) прочность клеевых соединений встык резко снижается, причем уменьшение прочности в этом случае тем меньше, чем больше площадь склеивания. Поэтому чаще всего стыковые соединения применяют или в сочетании с соединениями внахлестку, или при склеивании больших поверхностей. Если применение таких соединений оказывается необходимым, то нужно Предусмотреть их усиление местное утолщение металла, подкрепление клеевого шва заклепками или сваркой и др. [c.203] Следует помнить также, что прочность клеевого соединения при неравномерном отрыве может быть в десятки раз меньше прочности при равномерном отрыве и что она зависит от толщины материала чем толще металл (например, обшивка), тем прочнее соединение. [c.203] Учитывать следует еще одно обстоятельство — прочность при неравномерном отрыве соединений на некоторых клеях (например, эпоксидных) при повышенной температуре (в определенном интервале) может несколько возрасти, по-видимому, за счет увеличения податливости клеевого слоя и перераспределения напряжений. [c.203] Для выбора клеев для конкретной конструкции важное значение имеют также показатели длительной прочности и усталостные характеристики. [c.203] Необходимо напом нить и о влиянии толщины шва и внутренних напряжений на прочность, характеристики когезионных свойств клеящих полимеров, в особенности модули упругости и др. К Сожалению, систематических данных по этим вопросам в литературе недостаточно. Большое значение для оценки свойств клеев и клеевых соединений, в частности эластических характеристик и поведения при отдире, имеют модули упругости. [c.203] На прочность клеевых соединений влияют также свойства металлов— чем выше модуль упругости листового металла, его предел пропорциональности и временное сопротивление растяжению, тем выше прочность его клеевых соединений при сдвиге. [c.203] Подготовка клея. Для склеивания могут быть применены только клеящие материалы, отвечающие требованиям технических условий или инструкций. Обязательно определение внешнего вида, жизнеспособности (для клеев, составляемых из компонентов на месте применения), концентрации, вязкости и прочности склеивания. Необходимой является проверка срока годности клея. [c.204] Подготовка поверхности склеиваемых металлов имеет очень большое значение. Для обеспечения высоких показателей прочности склеивания необходимо очистить поверхность от различных загрязнений, так как малейшие следы масла или жиров даже от прикосновения рук могут привести к получению некачественного клеевого соединения (разрушение в этом случае произойдет на границе металл — клей). Очистка производится обычно с помощью куска чистой ткани или тампона из ваты, смоченных ацетоном, трихлорэтиленом или другими органическими растворителями. Эффективна обработка в парах растворителей, в частности трихлорэтилена. Эффективными для обезжиривания являются препараты ОП-7 и ОП-10 [10]. [c.204] Адгезию клеев повышают также анодные пленки, широко применяемые в промышленности для предохранения алюминиевых сплавов от коррозии. Следует, однако, иметь в виду, что на непла-кированных алюминиевых сплавах (Д16АТ, В-95 и др.) адгезия анодной пленки к металлам может быть ниже адгезии клеевого соединения. [c.205] Подготовка поверхности алюминиевых сплавов. В отечественной практике оптимальным способом подготовки алюминиевых сплавов является анодирование в серной и хромовой кислотах. С точки зрения защиты от коррозии предпочтительным является анодирование в серной кислоте (оптимальная толщина анодной пленки 7—8 мкм, температура анодной ванны 10—15°С) с последующим наполнением анодной пленки в горячем растворе натриевого (или калиевого) хромпика. [c.205] Предельная прочность клеевых соединений при сдвиге определяется прочностью сцепления анодной пленки с поверхностью металла [7]. Кроме того, с повышением жесткости клея прочность клеевого соединения внахлестку на стандартном образце, как правило, снижается вследствие увеличения концентрации напряжений на концах нахлестки. Разрушение происходит в результате отрыва анодной пленки от поверхности металла. [c.205] Вернуться к основной статье