Склеивание металлов и пластмасс - Ковачич Л.
Скачать (прямая ссылка):
Поскольку невозможно заменить результаты прочностных испытаний соединений величиной адгезии, то следует знать разницу между адгезией и липкостью, которая определяется с помощью особого испытания для контактного клея.
Адгезию невозможно измерить, не определяя силу, необходимую для разделения двух соединенных поверхностей. Вопрос только в том, какие способы разделения и измерения дают вместе объективные результаты. Выше уже отмечалось, что адгезионная прочность зависит от геометрической формы соединения и многих других факторов. При измерении адгезионной прочности необходимо создать в соединении такие условия, которые сводят к минимуму влияния геометрической формы и механических свойств субстратов. Выше указывалось, что в наибольшей степени этому отвечают испытания на чистый сдвиг. Ниже схематически описываются некоторые другие методы, не претендующие на «чи'стоту» напряженного состояния, но применяющиеся на практике.
Одним из таких методов является испытание на выдергивание (сдвиг при растяжении), изображенное на рис. 7.11. Волокно вкладывают в каучуковый блок и вулканизуют. Потом к волокну прикладывают нагрузку, причем блок прочно закрепляют. Сила, необходимая для выдергивания волокна, пропорциональна длине заделанной в блок части волокна (толщина блока) и адгезии между волокном и резиной. Оказалось, что адгезия различных волокон различна: наибольшего значения она достигала в случае стального волокна, покрытого латунью, хотя характер соответствующих кривых и одинаков для различных волокон (рис. 7.12).
Рис. 7.11. Схема метода испытания соединений волокно •— полимер методом выдергивания:
1 — волокно; 2 — резина или полимер.
Деформация
Рис. 7.12. Кривые нагрузка — деформация, снятые прн измерении адгезии методом выдергивания:
1 — латунированная сталь; 2 — химически обработанная шерсть; 3 — полиэтилентерефта-лаг; 4— полиамид.
214
Рис. 7.13. Центробежный метод определения адгезии (покрытия).
Рис. 7.14. Пневматический метод определения адгезии:
1 — клей (покрытие); 2 — жесткий субстрат.
Подобный метод применяется для оценки адгезии стекловолокна к связующему и основан на вклеивании стеклянного волокна или стержня в полимерный диск вдоль его оси. После вклеивания стержня к полимерному диску, толщина которого изменяется от 0,2 до 1,5 см при диаметре 0,2 см, прикладывают нагрузку. Результаты испытания должны корректироваться визуально с учетом возникновения мениска вокруг контура стеклянного стержня. Разрушающее напряжение при сдвиге на границе стержень — диск, которое пропорционально адгезии, также пропорционально dFm/dL, т. е. распределению нагрузки по длине клеевого соединения.
Центробежный метод определения адгезии схематически показан на рис. 7.13. Торцы цилиндра заданных размеров покрывают адгезионным покрытием. После отверждения цилиндр начинают вращать вокруг оси, перпендикулярной оси цилиндра, со все возрастающей скоростью, пока покрытие не отлетит. По скорости (число оборотов цилиндра), расстоянию от оси вращения и массе покрытия можно рассчитать силу, которая вызвала отрыв. Это испытание применяют главным образом для определения адгезии покрытий.
Метод определения адгезии выдуванием показан на рис. 7.14. Отверстие, через которое подается воздух, сначала заполняют заподлицо с субстратом, легко устранимым материалом с низкой адгезией. Потом наносят покрытие на пластину субстрата. После отверждения покрытия удаляют материал из отверстия для подвода воздуха, под возрастающим давлением подают воздух и измеряют его давление, при котором покрытие начинает отделяться. Центробежному методу и пневматическому свойственны нежелательные побочные явления.
7.2.5. УСТАЛОСТНЫЕ ИСПЫТАНИЯ
К разрушающим относятся и усталостные испытания, которые иногда требуются. Усталостное испытание показывает, как соединение противостоит разрыву при действии повторяющихся нагрузок. Нагружение производят с определенными частотой и амплитудой (соответственно от 1 до 5000 колебаний в секунду
215
Рис. 7.15. Образцы для усталостного (динамического) испытания соединений резина — металл иа растяжение (а) и сжатие (б).
и 103—108 Па). Нагрузка может действовать в плоскости соединения параллельно или перпендикулярно ей (при испытании на изгиб).
Результаты усталостных испытаний выражают во времени, т. е. числом цик-а и лов до полного разрушения соединения
в данных условиях. Образцы для усталостных испытаний такие же, как и для испытаний при статической или ударной нагрузке (рис. 7.15); в некоторых случаях испытания проводят и на плоских соединениях.
7.2.6. НЕРАЗРУШАЮЩИЕ ИСПЫТАНИЯ
Методы неразрушающих испытаний основаны на применении радиоактивного излучения, акустического и ультразвукового резонанса, электронной микроскопии, электронной эмиссии, инфракрасного излучения, лазерных лучей и голографии, измерении электрического сопротивления, диэлектрической проницаемости, теплопроводности.
При оценке прочности соединений неразрушающими методами определяют корреляцию между прочностью соединения и некоторыми свойствами клеевой системы. От точности этой корреляции решающим образом зависит пригодность данного неразрушающего метода. Наиболее часто в промышленности применяются следующие испытания:
