5.8. Склеивание металлов

Склеивание — один из старейших способов неразъемного со­единения поверхностей, получения конструкций, в которых дета­ли между собой скрепляют клеями.

В настоящее время склеивают практически все материалы, и, в первую очередь, конструкционные (например, сталь, алюмини­евые, магниевые и титановые сплавы, медь и ее сплавы, пласт­массы, стекло, древесину, бетон).

Различные металлы, листовой прокат разной толщины труд­но сваривать и паять. Еще сложнее соединять разнородные ма­териалы. В то же время склеивание позволяет получить герме­тичные, малозаметные и нетрудоемкие неразъемные соединения различных материалов. Так, балки моста через Москву-реку в районе Фили соединены на клею. Металлические клееные несу­щие лопасти вертолетов значительно повысили их надежность. Клеи используют при изготовлении электрооборудования, при­боров, кузовов автомобилей, космических аппаратов и других изделий.

Клеи, или клеевые композиции, состоят, как правило, из не­скольких компонентов, обеспечивающих сцепление, слипание клеящего вещества с соединяемыми поверхностями (адгезию) 1м внутри клеящего слоя (когезию).

Эмпирически адгезию оценивают величиной работы, затрачи­ваемой для разъединения склеенных поверхностей.

Наиболее часто применяют следующие конструкции клеевых соединений: внахлестку, усовое, с накладкой, телескопическое. Соединение встык менее надежно, и его редко используют.

Технологический процесс склеивания независимо от конст­рукции включает: подготовку поверхностей к склеиванию (очи­стка и обезжиривание), нанесение клея на соединяемые поверх­ности, выдержка после нанесения клея, сборка соединяемых де­талей, образование склеивающего слоя (отвердение) при повы­шенных или комнатных температурах и сдавливании (от 5 мин до двух суток), очистку шва от потеков клея, контроль качества соединения.

В качестве клеев чаще всего применяют синтетические веще­ства органического происхождения. Для придания необходимой текучести и вязкости в клеи вводят растворители, а для ускоре­ния отвердения используют катализаторы и отвердители.

Клеи обычно делят на термореактивные (клеи на основе тер­мореактивных полимеров), термопластичные и эластомерные. Очень популярны универсальные клеи БФ-2 и БФ-4 (ГОСТ 12172—74). Ими склеивают металлические и неме­таллические материалы, а также металлы с неметаллическими материалами, эксплуатируемыми при температурах 40... 60° С. Как и клей БФ-6 (применяемый для склеивания тканей), все клеи по ГОСТу 12172—74 фенолополивинилацетальные (спирто­вые растворы поливинилбутираля и резольной фенолоформальдегидной смолы).

Недостаток этих клеев — невысокая прочность при сдвиге (12,5... 13,0 Мн/м², или 125... 130 кгс/см², при 20° С и максимум 15,5 Мн/м², или 155 кгс/см², для высшего сорта) и необходимость высоких температур для образования склеивающего слоя.

Распространены и клеи, не требующие нагрева в процессе со­единения, но их использование предъявляет более высокие требо­вания к охране труда. К таким быстро твердеющим при комнат­ной температуре клеям относятся: циакрин ЭО (на основе эти­лового эфира альфа-цианокриловой кислоты), клей ВК-9 и эпок­сидные композиции (на основе эпоксидных смол ЭД-6, Э-40 и др.).

Детали конструкций, работающих при температурах 200 и даже 300° С, можно соединять клеем ВС-10Т (ГОСТ 5.581—70), которому присвоен Знак качества. Данным клеем можно соеди­нять стали, дюралюминий, пластмассы между собой и в сочета­нии друг с другом в конструкциях, работающих по 200 ч при температурах 200° С с нагрузками на сдвиг 6,5 Мн/м² (65 кгс/см²). В частности, таким клеем крепят фрикционные на­кладки к стальным тормозным колодкам.

При всех достоинствах перечисленных клеев пока не устра­нено их старение со временем. Применение пульверизаторов, специальных прессов, термостатов и другой сложной оснастки повышает качество клееных соединений и производительность труда, но все это оправдано в крупносерийном или массовом про­изводстве. Тем не менее и в учебных мастерских, где почти всю работу по созданию неразъемных соединений осуществляют вручную, склеивание является перспективным процессом, с кото­рым должен познакомиться каждый студент. Однако склеивать даже мелкие детали надо в резиновых или полиэтиленовых пер­чатках на бязевой подкладке, в вытяжном шкафу.