Влияние внешних факторов на прочность клеевого соединения

Склеивание выгодно тем, что позволяет склеивать разнородные и предельно разнотолщинные материалы. Увеличивая длину нахлестки в пределе можно довести разрушающую нагрузку P до разрушающей нагрузки одного из элементов обшивки (рис. 4).

Теплостойкость и стойкость к тепловому старению - важные характеристики клея зависят от Т_д (температуры деструкции) основного полимера. Тепловое старение можно продемонстрировать на примере отверждения клея БФ. Отверждение клея протекает при Т ~ 150 °C. Два исходных вещества – фенолформальдегидный олигомер Т_д ~ 250 °C и бутвар Т_д ~ 100 °C поликонденсируются в одну сетку. При этом в шве идут два конкурирующих процесса:

 

1) сшивка (структурирование);

2) деструкция по бутварным участкам молекулярной сетки.

Поэтому суммарным графиком зависимости прочности клеевого соединения алюминиевого сплава клеем БФ будет суперпозиция кинетических зависимостей (двух нелинейных графиков): одного – повышающегося с выходом на горизонтальную асимптоту для Ф.Ф смолы и другого – падающего и стремящегося к нулю для бутвара. При сложении таких кривых образуется, как известно, график с экстремумом, Положение этого экстремума на временной оси (абсциссе) опытного графика позволяет определить оптимальное время отверждения клея БФ при заданной температуре.

На оси ординат t _сдв опытного графика необходимо заранее отметить паспортное значение прочности данного клея по таблице 1, что позволит сделать заключение о качестве испытанного клея и соблюдении технологического режима склейки (рис. 5).

 

 

Рис. 4 Зависимость разрушающей нагрузки клеевого соединения от длины нахлестки.

 

 

 

Рис. 5 Зависимость прочности клеевого соединения дуралюмина клеем БФ-2 от времени отверждения при 150 °C:

1 - изменение прочности фенольно-формальдегидных участков сетчатой молекулы; 2 - изменение прочности эластичных участков сетки из поливинилбутираля (бутвара); 3 - суммарный график.

 

 

ЗАДАНИЕ.

1. Склеить образцы металла дуралюминия клеем БФ-2 или БФ-4. При отверждении дать различную выдержку (5, 10, 15, 20, 25 и 35 мин.) при одинаковых температурах и давлении. Причем шесть образцов должны быть склеены при соблюдении стандартной технологии и шесть – при отсутствии некоторых операций технологического процесса (зачистка, обезжиривание и т.п.).

2. Испытать образцы на сдвиг и построить графики зависимости предела прочности клеевого шва при сдвиге от времени термообработки при Т_отв.

3. Проанализировать полученные данные (сравнить с таблицей 1) и объяснить влияние времени отверждения и технологии склеивания на прочность клеевого соединения.

4. Составить отчет о проделанной работе по форме лабораторного журнала.

5. Письменно ответить на контрольные вопросы.

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ.

1. Что называется адгезией и каковы ее основные механизмы?

2. Что такое когезия?

3. Какие клеи применяются в авиапромышленности? Как классифицируются клеи?

4. Как должна быть подготовлена поверхность металла перед нанесением пленкообразующего?

5. Какие физические и химические процессы происходят при склеивании?

6. Чему равен предел прочности при сдвиге для важнейших конструкционных клеев?

7. Каковы технологические и эксплуатационные факторы, влияющие на прочность склейки?

8. Как проводится испытание прочности склеивания?

9. Каковы состав и свойства клеев БФ?

10.Каковы технология и режим склеивания дуралюминия клеем БФ-2 или БФ-4?

11.Почему время отверждения клеев БФ-2 или БФ-4 влияет на прочность клеевого соединенияи?

 

ЛИТЕРАТУРА.

1. Д.А.Кардашев – Синтетические клеи. М. Химия 1976

2. Д.А.Кардашев, А.П.Петрова – Полимерные клеи. М. Химия 1983