Влияние адгезионных грунтов на свойства клеевых соединений алюминиевого сплава д16 на клеях вк-24 и вк-31

Марки грунта	Разрушающее напряжение при сдвиге, МПа
	контрольные образцы	образцы, выдержанные в течение 30 сут
		в воде	в камере тропического климата
Соединения на клее ВК-24 Без грунта СПМ-102 СПМ-21 СПМ-70	25/21 25/19 23/21 24/20	24/19 24/20 23/19 24/18	19/15 20/18 22/16 20/14
Соединения на клее ВК-31 Без грунта СПМ-102 СПМ-21	34/35 34/32 35/33	34/26 32/25 38/25	30/27 30/25 32/26

Примечания: Образцы из сплава Д16 анодированы в хромовой кислоте. 2. В числителе приведены показатели при 20 °С, в знаменателе — при 80 °С.

Таблица Влияние адгезионного грунта СПМ-20 на свойства клеевых

Соединений дуралюмина и стали на клеях вк-13 и бф-2

Марки клея	Температура испытания, °С	Разрушающее напряжение при сдвиге, МПа
		без грунта	с грунтом СПМ-20
ВК-13 БФ-2	20 200 20 260	19/20 5,5/5,5 20/23 11/12	21/22 6/6 25/28 11/12,5

Примечание. В числителе приведены показатели для образцов из сплава Д16, обра­ботанных шлифовальной шкуркой, в знаменателе — из стали Х18Ш9Т.

Адгезионный грунт марки СПМ-20, содержащий в качестве модифицирующей добавки кремнийорганические соединение, на­шел применение при склеивании металлов клеями БФ-2 и ВК-13 (табл.) [20].

Технология применения адгезионных грунтов сводится к на­несению их на поверхность деталей окунанием, кистью, воздуш­ным и электростатическим распылением. Сушка грунтов осуще­ствляется при 20 °С в течение 30 мин, после чего на его поверх­ность наносят клей и его отверждают.

За рубежом фирмой «Ciba-Geigy» и многими другими разра­ботаны различные адгезионные грунты, широко используемые при изготовлении силовых металлических конструкций.

Нанесение клеев. Для склеивания металлов используются жид­кие, пленочные, пастообразные и порошкообразные клеи. Жидкий клей чаще всего наносят кистью или пульверизатором. В послед­нем случае необходимая вязкость клея достигается разбавлением клея обычно растворителями, входящими в его состав. Применение пульверизатора целесообразно при склеивании больших поверх­ностей; пульверизаторы работают под давлением 0,07—0,35 МПа, расстояние до склеиваемой поверхности должно быть около 25 см. Применяется метод механического распыления клея: клей по­дается насосом под давлением 0,4—0,6 МПа в форсунку через отверстие, расположенное по касательной к поверхности канала форсунки. Струя клея движется под действием центробежных сил по цилиндрической поверхности, одновременно под действием из­быточного давления поток клея перемещается по оси форсунки к выходу. Из сопла форсунки клей выходит в виде спиральной струи, которая, дробясь на мелкие частицы, образует конусообразный факел, расширяющийся по направлению к детали [15].

Для нанесения клея можно использовать также клеевые валь­цы, или окунать деталь в жидкий клей. При работе с очень вяз­кими системами (например, с клеями, содержащими наполните­ли) можно применять шпатели.

Предложено наносить клей в виде полосок, расположенных перпендикулярно действию нагрузки, что позволяет повысить прочность соединения ,[22].

Интересен метод нанесения жидких клеев распылением в элек­тростатическом поле. Хорошо распыляются клеи, имеющие удель­ное объемное электрическое сопротивление порядка 10⁶—10⁷Ом-•см и высокую диэлектрическую проницаемость. Вязкость таких клеев должна находиться в пределах 15—40 с (по ВЗ-4). Для распыления применяют пневматические, электромеханические и электростатические устройства. Наиболее широко используется пневматический распылитель КРВ-2 [15]. Для нанесения на склеиваемые детали фенолокаучукового клея ВК-3 в электроста­тическом поле предназначена специальная установка УНК-1 [15]. Известны и другие устройства [21, 22].

Пленочные клеи, как правило (особенно модифицированные эпоксидные клеи), применяются без нанесения жидкого подслоя. Чаще всего они используются в сочетании с адгезионными грун­тами. При использовании пленочных клеев их предварительно рас­краивают по конфигурации деталей. Раскрой производят по шаб­лонам с помощью острых ножей или ножниц. К поверхности склеиваемых деталей пленку прикатывают с помощью холодного или нагретого ролика. Можно также закреплять пленку вакуум­ным способом, помещая деталь с клеевой пленкой в вакуумный мешок. Для прикатывания пленки могут быть использованы стан­ки СПК-1 и СПК-2 [15].

Пастообразные клеи наносят шпателем, роликом и другими приспособлениями под давлением или в электрическом поле. Если клей содержит растворитель, то поверхности обязательно подвер­гают открытой выдержке и сушке для его удаления [7].

Пастообразные клеи обычно не содержат растворителя, но при комнатной температуре обладают некоторой текучестью. Поэтому при их нанесении следует строго контролировать расход, так как при недостатке клея возможны непроклеи, а при избытке — силь­ное его растекание.

В последнее время [11] за рубежом появились порошкообразные клеи, которые наносят автоматизированным способом в электрическом поле, а также подвешивая детали на конвейере подобно тому, как это делается при нанесении порошкообразных красок.) После нанесения и оплавления порошка детали охлаждают и хра­нят до сборки с нанесенным слоем клея в течение требуемого срока (до 15—30 сут).

В последнее время с большим успехом начинают использоваться клеящие системы, в состав которых входит основной пленочный клей и совмещающийся с ним пленочный или пастообразный клей, способный вспениваться (например, для стыковки сот или креплениях их к силовым вставкам), а также совмещающиеся с этими клеями грунты [23].

Подсушивание (открытая выдержка) нанесенного клея. Для удаления из клеевого слоя растворителя, наличие которого приво­дит к образованию пористого шва с пониженной прочностью, про­изводят так называемую открытую выдержку клея. Она может проводиться как при комнатной, так и при повышенной темпера­туре. Иногда сначала пленку клея подсушивают на воздухе, а за­тем некоторое время выдерживают при повышенной температуре, при которой не должно происходить преждевременного отверждения клея. Как правило, при склеивании клеями, не содержащи­ми растворителей, например Эпоксидом П и Пр, а также пленоч­ными клеями, открытая выдержка «не требуется.

Отверждение клея. Условия технологического процесса склеи­вания оказывают большое влияние на качество клееных изделий и должны быть установлены с исключительной тщательностью. Методы нагревания при склеивании весьма различны. Во многих случаях наиболее эффективно нагревание в камерах, обогреваемых газом или электрическим током; можно использовать также инфракрасные лампы, которые особенно удобны при конвейерных процессах. Находят применение способы контактного нагревания. Для этой цели пригодны ленты из металлов с высоким электрическим сопротивлением, которые укладывают вблизи клеевого соединения и нагревают электрическим током. Применяется индукционный метод нагревания при склеивании металлов [2]. Для измерения температуры склеиваемых поверхностей, плит, прессов и пресс-форм применяются термопары, термометры, краски, чув­твительные к изменению температуры, и т. д.

Давление при склеивании создается с применением вакуума. Для этой цели используют автоклавы или специальные прессы, в редких случаях — струбцины, пружинные зажимы и болты. Создание давления с помощью вакуума или в автоклаве осуществляется эластичным пуансоном в виде вакуумного мешка или покрывала, принимающим контуры детали. При склеивании в автоклаве или с помощью вакуумного мешка значительно упрощается осна­стка, но продолжительность нагревания до температуры склеива­ния относительно велика. Вакуумный и автоклавный способы ши­роко применяются в производстве клееных металлических деталей сложной конфигурации. Прессы с плоскими плитами и различные пресс-формы используются при массовом производстве клееных плоских деталей или деталей с небольшой кривизной.

Описано применение мелких алюминиевых шариков в качестве «гидравлической жидкости» при склеивании в прессах крупногабаритных металлических деталей.

Для обеспечения правильного положения склеиваемых деталей друг относительно друга их необходимо фиксировать. Для этой цели рекомендованы различные способы [11, 13]; одним из наиболее простых является использование липкой ленты.

Представляет несомненный интерес процесс склеивания с помощью ультразвука. Отверждение клея в этом случае происходит в течение нескольких секунд. Правда, требуется термообработка, но, во-первых, без зажимных приспособлений и, во-вторых, при более мягких температурно-временных режимах, чем при обычном склеивании данными клеями [23].