Склеивание металлов и пластмасс - Ковачич Л.
Скачать (прямая ссылка):
f
ЕГ ТЛ
П
а (У
в г
J
Рис. 7.4. Испытание соединений резина — металл методами равномерного отрыва:
i — металлическая головка; 2 —клей; 3 — резина.
Подобным способом можно испытывать стыковые соединения пластиков, древесины или металлов и пластмасс с древесиной. В этих методах клеевое соединение испытывается при растяжении.
При применении образцов с переменным сечением и малой площадью склеивания общая прочность снижается, благодаря чему снижается опасность разрушения по склеиваемому материалу, например пластику или древесине (рис. 7.6). На таких образцах определяют прочность соединения пластик — стекло и адгезию заливочных смесей к металлам (по ASTM D897—49). Испытания других соединений разнородных материалов схематически изображены на рис. 7.7. Так определяют, например, прочность соединения резина — ткань, а также прочность связи отдельных слоев слоистых пластиков (ASTM D429). Адгезию заливочных смесей определяют также на образцах, показанных на рис. 7.7, в.
Рис. 7.5. Способы испытания соединений пластмасса — металл: а — цилиндрическая головка с флаицами; б — цилиндрическая или призматическая головка; в — перекрестное расположение субстратов; 1 — клей; 2 — захват образца; 3 — клеевое соединение (вид сверху).
14*
211
Рис. 7.6. Испытание на растяжение с изменением сечения соединения: а — нормальное соединение; о — соединение с уменьшенным сечением.
Рис. 7.7. Испытание на равномерный отрыв соединений различных субстратов:
а — резина — ткань (/ — ткань, закрепленная иа деревянной головке, 2— резина); б — связующее — стекло (/ — металлические цнлнндры, 2 — стеклянные пластинки, 3 — клей, 4 —¦ связующее); в — металл — заливочная смола (1 — металлическая ьласгинка. 2 — с мола, 3 — захват).
В процессе испытаний кроме отрывающих в 'слое клея возникают сдвигающие напряжения. Кроме того, существует определенная опасность, что растяжение не будет приложено точно по оси испытываемого образца и что направление действия сил не будет точно перпендикулярным к плоскости соединения.
Методов испытаний, при которых в клеевом шве возникают напряжения сдвига, много. Они применяются для соединений жестких субстратов, причем напряжения, действующие параллельно (тангенциально) плоскости склеивания, могут быть получены при растяжении, сжатии или кручении.
Рис. 7.8. Способы испытания прочности на сдвиг при растяжении: а — одинарная нахлестка; б — соединение с накладкой; в —двойная нахлестка; г — соединение с двумя накладками-, д — усовое соединение.
Рис. 7.9. Способы испытания прочности на сдвиг при сжатии:
а, 0 — соединение плоских пластин, одинарное н двойное; в, г — цилиндрическое соединение.
7.2.3. ИСПЫТАНИЯ ПРИ СДВИГЕ
212
Рис. 7.10. Способы испытания прочности на сдвиг при кручении: а — кольцеобразный образец Напкнна; б — образец по RAPRA (Rubber and Plastics Research Association); в — модификация образца RPRA; г — схема возможных способов испытаний соединений иа кручение (/ — соединение цилиндров встык; 2 — трубчатое соединение встык; 3 — трубчатое соединение внахлестку; 4 — соединение цилиндр — втулка внахлестку).
На рис. 7.8—7.10 схематически изображены способы испытаний на прочность при сдвиге. По некоторым стандартам эти методы нельзя применять для эластичных материалов, таких как пластики, кау-чуки и их комбинации, так как при склеивании внахлестку в соединении в результате деформации субстратов возникают напряжения отдира. Для предотвращения этого испытания проводят на соединениях, конструкция которых исключает деформацию субстратов, возникающую из-за того, что нагрузка не действует точно в плоскости шва.
Напряжения отдира возникают и при испытаниях на сдвиг при сжатии (см. рис. 7.9). Поэтому были предложены способы испытания на сдвиг при кручении, при которых устраняется возможность появления напряжений отдира, а происходит чистое напряжение при сдвиге (так называемый чистый сдвиг)*. Схематически эти методы испытаний показаны на рис. 7.10. В некоторых из этих методов трудео обеспечить равномерную толщину клеевого шва и совпадение оси кручения с осью испытываемого образца. Кроме того, для получения точных результатов необходимо точное соблюдение толщины клеевого слоя.
Модификацией методов испытаний прочности при сдвиге является испытание на ударную прочность (ударную вязкость). Удар наносят параллельно плоскости соединения копром, который имеет определенную массу и скорость (обычно 3,5 м/с). Результат испытаний выражают в Н-см/см2.
Испытания прочности при сдвиге стандартизованы практически во всех странах с теми или иными модификациями. Некоторые методы испытаний предусматривают и определенные испытательные машины, чтобы достичь точности, воспроизводимости и 'сравнимости результатов (Шоппер, Инстрон и др.).
* В действительности чистый сдвиг, практически без концентрации напряжений, возникает только при кручении склеенных встык колец или полых цилиндров (рис. 7.10, а, 7.10, г). В остальных случаях напряжения сдвига распределены по клеевому шву неравномерно. — Прим. ред.
213
7.2.4. ДРУГИЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АДГЕЗИОННОЙ ПРОЧНОСТИ
