Http://sae.Kiev.Ua/polsov6.Htm Использование клеевых соединений при производстве подвижного состава

Склеивание имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционными способами соединения (сваркой, пайкой, механическими способами), так как оно обеспечивает высокую плотность и равномерное распределение усилий по плоскости соединения. Клей может служить промежуточным слоем при соединении двух или нескольких материалов без изменения их структуры.  Клеевое   соединение обладает способностью гасить шум и вибрацию, а также может служить в качестве электро- и теплоизоляции (таблица).

Сравнение  клеевых   соединений  с традиционными
Материалы, показатели	Способ соединения
	Сварка		Пайка	Склеивание
	дуговая	точечная
Возможность соединения
Металлы	Частично		Большинство
Комбинации металлов
Пластмассы	Нет			Да
Керамика	Нет		Да
Прочностные характеристики
Вибропрочность	Очень высокая	Низкая	Высокая
Термостойкость	Высокая		Средняя	Низкая
Коррозионная стойкость и длительная прочность	Хорошая	Коррозия в зазоре	Коррозия в стыке	Старение
Прочие свойства
Термическая деформация	Сильная	Средняя		Слабая
Герметичность соединения	Да	Нет	Да
Гашение вибраций	Слабое			Сильное
Возможность разъединения	Нет		Условная
Выполнение соединений, испытания
Подготовка	Простая	Очень простая	Сложная, с повышенными затратами
Длительность процесса соединения	Средняя	Малая	Средняя	Большая
Неразрушающие испытания	Да	Нет	Возможны	Нет

Границы применимости  клеевой техники определяются прежде всего изменением прочности  соединения , находящегося под внешними воздействиями, особенно при нагреве, старении и в случае отсутствия условий для испытаний. Кроме того, следует рассматривать затраты времени и средств на подготовку поверхностей, необходимость тщательной подготовки клеевых смесей, их правильного нанесения и полимеризации, а также на обеспечение техники безопасности при производстве работ.

Клеящие вещества

Существует много клеев для соединения металлов и пластмасс. Они отличаются по химическому составу и механизму связи, форме поставки и способности обрабатываться.

При соединении с помощью адгезионных клеящих веществ когезионная прочность мала, так как клей остается в вязком, а не полимеризованном состоянии. Он не образует прочной структурной связи, но вполне применим для облицовки металлических поверхностей полимерными пленками или крепления декоративных элементов типа молдингов.

Контактные клеящие вещества или клеи, содержащие растворитель, наносятся на обе соединяемые поверхности. При этом требуется сжатие соединяемых частей с последующим испарением растворителя. Таким образом создается прочное  клеевое   соединение , способное воспринимать значительные нагрузки. Для высоконапряженных  клеевых   соединений металлов контактные клеи не всегда применимы, так как здесь возможно неполное удаление растворителя из  клеевого слоя.

Плавящиеся клеи представляют собой термопластичные полимеры, которые плавятся под действием тепла, смачивают поверхность и сразу после охлаждения твердеют. Для склеивания металлов соединяемые части предварительно нагревают, что необходимо для более эффективного смачивания поверхностей. Соединения этого типа имеют недостаточную прочность, особенно при наличии теплового воздействия.

Реакционные клеи, которые разрушаются по молекулярным связям, обеспечивают прочную структурную связь при склеивании металла с пластмассой, так как имеют высокую когезионную прочность, а некоторые из них и при повышенной температуре. Для реакции полимеризации с целью отверждения применяют тепловое воздействие (термообработку однокомпонентных систем) или смешивание реагирующих компонентов перед процессом склеивания. Разновидностью реакционных являются твердеющие на воздухе анаэробные клеи, которые используются для фиксирования винтовых креплений и соединений типа вал- ступица, а также быстро твердеющие под воздействием влаги цианакрилатные клеи.

В настоящее время при большом разнообразии клеев правильный выбор зависит от условий применения. При этом имеют значение:

• вид соединяемых материалов;

• форма и размеры шва;

• механические напряжения;

• рабочая температура и диапазон ее колебаний;

• наличие влажности, присутствие в воздухе химических веществ, в том числе растворителей;

• возникновение в шве напряжений (например, вследствие различия коэффициентов расширения соединяемых деталей или сжатия при усадке клея).

Для получения пластичных слоев большой толщины при производстве подвижного состава преимущественно применяют полиуретановые клеи (ПУ). Они принадлежат к группе полимеризующихся (реакционных) клеев и наряду с высокой прочностью и пластичностью обладают устойчивостью против старения. Однокомпонентные клеи ПУ в общем случае должны содержать связанную воду, в связи с чем в процессе их изготовления поддерживается определенная влажность воздуха. Возможно также добавление влаги в процессе склеивания. Двухкомпонентные клеи ПУ характеризуются высокой скоростью полимеризации, которая обусловлена одновременной реакцией обоих компонентов, протекающей независимо от внешних условий. Уже через несколько часов достигается такая прочность, которая в случае упрочняющихся в присутствии влаги клеев может быть достигнута лишь через несколько дней.

Двухкомпонентные клеи ПУ требуют применения специального оборудования, которое обеспечивает равномерное смешивание составляющих клея в требуемом соотношении. В процессе полимеризации клея соединение должно быть механически фиксировано с помощью специального приспособления.

Если во время полимеризации происходит перегрузка  клеевого слоя силами сжатия, возникает дефект, который снижает прочность  соединения или вызывает разрушение по месту склейки. Предварительно (или в процессе склеивания) подогревая клей, можно ускорить его полимеризацию. Уменьшение за счет этого продолжительности выдержки обеспечивает экономию времени и снижает стоимость изготовления. После полимеризации возникающие в  соединении силы распределяются равномерно, и за счет упругости  клеевого слоя снижаются напряжения, что весьма существенно при использовании этой технологии для изготовления облегченных элементов конструкций подвижного состава.