Лакокрасочные

Прочность на сдвиг растяжением соединений сотовых заполнителей с об­шивками определяют на образцах, показанных на рис. 3.22. Две панели из со­тового заполнителя, склеенные с тремя металлическими пластинами из стали или дуралюмина толщиной не менее 5 мм, нагружают до разрушения при постоян­ной скорости движения нагружающего зажима около 1 мм/мин. Разрушающее напряжение вычисляют по формуле

т = P/2F

где Р — разрушающая нагрузка; F — площадь сдвига.

В случае разрушения по заполнителю метод позволяет рассчитывать модуль упругости заполнителя [2].

Рис. 3.23. Образец для определения прочности на сдвиг при растяжении клеевых соединений шпона в трехслойной фанере (при f=l,5—2,5 мм L=15 мм; при

/=3 мм и более 1=20 мм).

Рис. 3.24. Склеенные заготовки и готовый образец для определения прочности клеевых соединений древесины при скалывании (аі = Д2 = 25..мм для соединения дуба, граба или ясеня, аі = а2—15 мм для образцов из дельта-древесины).

Для определений прочности при сдвиге растяжением многослойных мате­риалов (фанера, слоистые древесные пластики и т, д.) на образцах (рис, 3.23) делают пропилы (надрезы), в результате чего образуются участки склеивания с одинарной нахлесткой. Расстояния между пропилами регламентируются стан­дартами на фанеру и зависят от числа слоев шпона и толщины фанеры. Ско­рость нагружения должна составлять 1000 Н/мин.

Прочность на сдвиг при сжатии (скалывание) определяют главным образом для клеевых соединений древесины и древесных пластиков. Древесину склеива­ют из брусков, заготовки разрезают на образцы (рис. 3.24) и испытывают в спе­циальном приспособлении, передающем скалывающую нагрузку параллельно плоскости склеивания. Скорость нагружения 10—20 МПа в минуту.

Прочность при равномерном отрыве определяют главным образом на образ­цах стыковых соединений, имеющих цилиндрические склеиваемые части, так как в этом случае обеспечивается наиболее равномерное распределение напря­жений по площади склеивания.

Для клеевых соединений металлов (ГОСТ 14760—69) предусматривается склеивание цилиндрических образцов-грибков диаметром 25 мм (рис. 3.25).

Постоянная скорость движения нагружающего зажима 10 мм/мин.

Аналогичным методом определяется прочность при отрыве соединений рези­ны с металлом при вулканизации. Толщина слоя резины между металлическими грибками составляет 10 мм, скорость движения нагружающего зажима — 50 мм/мин. Для соединений резины с металлом без вулканизации толщина слоя резины между грибками должна составлять 3—4 мм.

Трехслойные панели сотовой конструкции испытывают на образцах-грибках цилиндрической формы со склеиваемой частью диаметром 60 мм. Между двумя грибками вклеивают сотовый заполнитель или цилиндрические образцы трех­слойных панелей с обшивками. Образцы испытывают при скорости движения Загружающего зажима 100—200 мм/мин.

Аналогично определяют прочность при отрыве соединений металла с твер­дыми теплоизоляционными и другими материалами невысокой прочности. В этом случае между двумя металлическими грибками вклеивают кружки приклеивае­мого неметаллического материала диаметром 60 мм и высотой около 10 мм.

Прочность при неравномерном отрыве определяют только для клеевых со­единений металлов и высокопрочных композиционных материалов. Метод Заключается в растяжейии образца, состоящего из толстой пластины, склеенной С серединой тонкой металлической полосы, жестко закрепленной на двух опорах

Phg, 3.25. Образец для определения прочности при равномерном отрыве клеевых соединений металлов.

£ие. 3.26. Образец для определения прочности при неравномерном отрыве

клеевых соединений металлов(рис. 3.26). Образец испытывают в специальном при­способлении, передвижные опоры которого сдвигают симметрично на расстояний 200 мм; концы полосы жестко закрепляют с помощью винтов. Испытание проводят при скорости движения нагружающего за­жима 10 мм/мин. Результат испытаний характеризуют погонным отрывающим усилием Рпот—Р/Ь (где Р — наибольшая нагрузка, b — ширина образца).

Прочность при отдире (отслаивании). Испытания на отдир (отслаивание) состоят в отделении гибкого элемента соединения, прикрепленного к другому гиб­кому или более жесткому элементу. Образец нагружают под углом 90 или 180°.

Прочность на уголковый отдир (отслаивание под углом 90 °С) для соединений металлов определяют на образцах, склеенных из двух полос толщи­ной 0,5 мм, размером 30X130 мм и длиной участка склеивания 100 мм. Не- склеенные концы полос (30 мм) отгибают вручную под углом 90°, закрепляют в зажимы испытательной машины и подвергают растяжению со скоростью 20— 25 мм/мин, определяя таким образом среднее погонное отдирающее усилие в Н на 1 мм ширины образца.

Испытания на отдир с помощью барабана (рис. 3.27) применяют для опре­деления прочности склеивания обшивок с сотовыми заполнителями. Толщина металлических обшивок — 0,6 мм, ширина — 76 мм. Скорость нагружения 25—• 50 мм/ мин. При испытании определяют средний крутящий момент отдира.

Для клеевых соединений многих неметаллических материалов (ткани, плен­ки, теплоизоляционные материалы и т. д.) испытание на отслаивание является основным, а в ряде случаев и единственно возможным. Отечественными методи­ками предусматривается отслаивание только под углом 180°.

Аналогичное испытание регламентировано и для клеевых соединений резины с металлом, резины с резиной, тканей с фанерой, рыхловолокнистой теплоизоля­ции с металлом и др. [2]. Ширина образцов составляет 25 мм для резин и тка­ней, 50 мм для приклеивания ткани к фанере и теплоизоляции к металлу. Ско­рость отслаивания (расслаивания) 100—110 мм/мин, для соединений резины с резиной —200 мм/мин. Среднее усилие отслаивания определяется по диаграм­ме, вычерчиваемой установленным на испытательной машине прибором-само­писцем.

Длительная прочность определяется только для клеевых соединений метал­лов и проводится при длительном статическом нагружении растягивающей на­грузкой образцов с односторонней нахлесткой по ГОСТ 14759—69. Предел дли­тельной прочности определяют, проводя последовательные испытания при раз­личных постоянных нагрузках вплоть до разрушения образца и вычисляя сред­нее по площади склеивания напряжение сдвига, вызывающее разрушение за определенное время (обычно 500 ч).

Усталостная прочность испытывается для клеевбіх соединений металлов при сдвиге или отрыве, используя образцы, соответствующие ГОСТ 14759—69 или ГОСТ 14760—69, при несимметричных знакопостоянных циклах нагружения рас­тягивающими нагрузками. Испытательная машина должна производить нагруже- ние с частотой 1000—3000 циклов/мин и коэффициентом асимметрии цикла 0,1. Испытания проводят при заданном напряжении до достижения определенного числа циклов нагружения (обычно 10X10е). Для определения предела устало­сти испытания проводят при различном числе циклов нагружения до разрушения образцов.

Методы определения модуля сдвига и модуля нормальной упругости клея в клеевом соединении металлов при комнатной, пониженной (до —150 °С) и повышенной (до +400 °С) температурах в зависимости от природы клея и его назначения регламентированы соответственно ОСТІ — 90245 и 246—76.

При проведении испытаний необходимо принимать меры предосторожности против ожогов от горячих образцов или приспособлений (работать в рукавицах, использовать специальные захваты и т. д.) и поражения электротоком. При ра­боте с жидким азотом и другими хладоагентами необходимо соблюдать правила безопасной работы с жидкими газами и охлаждающими смесями.

Методы неразрушающего контроля качества клеевых соединений

В процессе склеивания из-за несовершенства технологии и по ряду других причин в клееных соединениях возникают дефекты, влияющие на прочность и надежность клеевых конструкций. Для их выявления используются методы не­разрушающего контроля (НРК). Принятым в СССР методом выявления дефек­тов (непроклеи, отсутствие адгезии) склеивания элементов многослойных конст­рукций является акустический импедансный метод с помощью дефектоскопа ИАД-3. Метод можно использовать в тех случаях, когда модуль упругости ма­териала обшивки изделия достаточно велик (металлы, стеклопластики и т. д.). Контроль со стороны, где находятся низкомодульные материалы (резины, пено- пласты и др.), этим методом невозможен. Импедансный метод с успехом при­меняется и для контроля качества клеевых конструкций с неметаллическими обшивками, в том числе сотовых конструкций. В приборе ИАД-3 результаты контроля записываются на электротермическую бумагу [74].

Эффективным средством НРК является также велосиметрический ультра­звуковой метод, осуществляемый с помощью серийного дефектоскопа УВДФ-1 [2].

За рубежом известны приборы (например, Бондтестер), позволяющие без разрушения изделий определять не только непроклеи, но также и прочность клеевого шва [2]. Описаны также методы НРК с помощью термограмм, полу­ченных в инфракрасных лучах, ультразвуковой голографии и с использованием жидких кристаллов на основе эфиров холестерина, но эти методы пока не по­лучили достаточно широкого распространения