ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Сотовые конструкции из "Синтетические клеи Издание 3" При создании металлических конструкций возникает необходимость соединения различных металлов. Механические соединения — сварные, паяные, заклепочные и болтовые — не всегда эффективны. Известно, что сварка разнородных металлов — очень сложный технологический процесс, а в некоторых случаях, например при сварке магния с алюминием, образуются хрупкие соединения. 3атруднительна сварка листов различной толщины. Кроме того, при контакте двух различных металлов возможно образование гальванической пары, способствующей возникновению коррозионных явлений. Пайка легких сплавов еще более сложный, а кроме того и менее надежный способ по сравнению с пайкой сталей. Невозможность полного удаления из некоторых паяных конструкций остаточных флюсов приводит к коррозии металла. Сверление отверстий под заклепки и болты увеличивает затраты времени и удорожает производство. Кроме того, наличие отверстий снижает прочность металлических конструкций. Сварные, паяные, заклепочные и болтовые соединения металлов подвержены коррозии, как правило, не герметичны и имеют негладкую поверхность. [c.304] Применение в металлических конструкциях клеев позволяет надежно и достаточно прочно соединять разнородные металлы разной толщины и исключает необходимость сверления отверстий, изготовления болтов и заклепок. Процесс соединения становится более простым и дешевым, а конструкция более легкой. В клеевом шве нагрузка распределяется равномерно по всей площади соединения, в то время как в заклепочных и болтовых соединениях возникает концентрация напряжений в местах болтов и заклепок. [c.304] Сравнительные испытания заклепочных, сварных и клеевых соединений алюминиевых сплавов показывают (табл. III.1—III.3), что последние имеют преимущества (по прочностным характеристикам) при эксплуатации в условиях умеренных температуо (в особенности в случае тонких сечений металлов) и при вибрационных нагрузках. [c.305] Совершенно очевидно, что в каждом конкретном случае клеям для металлов и клеевым соединениям предъявляются особые специфические требования. Различным требованиям должны удовлетворять конструкционные клеи, предназначенные для использования в силовых конструкциях, и клеи для конструкций несилового назначения. Однако абсолютно все клеи должны удовлетворять ряду общих требований коррозионная неак-тивность отсутствие выделения летучих при отверждении отсутствие токсичности стойкость к старению грибо-, водо-и атмосферостойкость достаточная жизнеспособность длительный срок хранения компонентов клея. [c.306] Требования, предъявляемые конструкционным клеям, зависят от назначения и условий эксплуатации конструкций. Однако во всех случаях швы конструкционных клеев должны быть менее жесткими, чем склеиваемые ими металлы, и иметь коэффициенты термического расширения, близкие к коэффициентам металла. [c.306] К клеям предъявляется также и ряд технологических требований. Весьма желательно, чтобы склеивание можно было проводить при комнатной или сравнительно невысоких температурах, малых давлениях и достаточно быстро. Клеи должны хорошо заполнять зазоры между склеиваемыми поверхностями, образуя достаточно прочные, необходимой толщины клеевые швы, без непро-клеев. [c.306] При использовании клеев в металлических силовых конструкциях особое значение приобретает расчет прочности клеевых соединений. В таких конструкциях обычно применяются соединения встык или внахлестку. Характер соединения определяется его конфигурацией и видом нагрузки. Некоторые рекомендуемые виды клеевых соединений показаны на рис. 1П.1 и III.2. [c.306] Виды клеевых соединений 1 8, 12 — плохое 2, 5, 6, 10, 13 — удовлетворительное 3, 4, 1, 9, 11, 14 — хорошее. [c.306] Самым распространенным типом клеевого соединения является соединение внахлестку (рис. П1.3). В соединениях внахлестку возникают преимущественно напряжения сдвига, но на участках, близких к периферии площади склеивания, могут появиться и на-пряжения растяжения в направлении, перпендикулярном плоскости склеивания, что в конечном счете приводит к возникновению отдирающих усилий. Этот факт необходимо учитывать при расчете клеевых соединений внахлестку [2]. [c.307] При конструировании клеевых деталей длина и ширина нахлестки должны быть выбраны с учетом толщины металла. Если при заданной нагрузке разрушение идет по металлу, то следует увеличить толщину металла или применить более прочный металл. Если металл разрушается при нагрузках выше расчетных, можно уменьшить длину нахлестки. При действии растягивающих нагрузок на соединение, выполненное внахлестку, максимальные напряжения растяжения возникают у границ клеевого соединения (рис. П1.3). [c.308] Анализ влияния различных конструкционных факторов на прочностные характеристики клеевых соединений внахлестку показывает, что концентрация напряжений возрастает с увеличением длины нахлестки, не зависит от ширины нахлестки, медленно возрастает с повышением модуля сдвига клея и медленно снижается с увеличением модуля упругости, толщины металла и толщины клеевого слоя. Наилучшей конструкцией соединения внахлестку следует признать такую конструкцию, в которой длина нахлестки невелика, клей эластичен, клеевая прослойка толстая, а склеиваемый материал жесткий и также имеет большую толщину. Оптимальным является вариант, в котором коэффициент концентрации напряжений равен 1 или, иначе говоря, при однородном распределении напряжений. [c.308] Формальный анализ напряжений, возникающих в клеевом соединении, приводит к выводу о том, что в конструкциях следует применять толстую и нежесткую клеевую пленку. В действительности это не так из опыта известно, что клеевые соединения с толстой клеевой пленкой имеют обычно низкую прочность, а клеи с чрезмерно большой эластичностью отличаются высокой ползучестью под нагрузкой и не могут быть использованы в силовых конструкциях. Вместе с тем хрупкие клеевые пленки также нежелательны вследствие малой когезионной прочности, небольшого коэффициента линейного расширенн-я и наличия в большинстве случаев значительных внутренних напряжений. [c.308] Совершенно очевидно, что общая прочность (а не разрушающее напряжение при сдвиге) клеевого соединения увеличивается прямо пропорционально ширине нахлестки, которая может превышать ее длину. Изменение прочности при сдвиге в зависимости от длины нахлестки для клея КАА Хай-Темп приведено на рис. 1П.4. Влияние длины нахлестки и толщины металла на прочность при сдвиге клеевых соединений внахлестку на клее Ридакс показано на рис. Ш.5. [c.308] Рида КС от толщины металла и длины нахлестки I ]-1==12,7 мм 2 — 1=25.4 мм 3 — 1=127 мм. [c.309] На рис. П1.6 приведены рекомендуемые соотношения геометрических параметров соединения обшивки с элементами жесткости тавровой формы, и на рис. П1.7 показаны различные профили, приклеенные к обшивке. Полки таврового сечения элементов, уменьш ающиеся по толщине в направлении кромок клеевого шва, предотвращают коробление и обеспечивают получение прочного соединения. Профили в, г и д (рис. П1.7) более прочны, чем а и б. [c.309] Подготовка клея. Обязательной при подготовке к употреблению является проверка его срока годности. Кроме того, обычно определяют внешний вид, вязкость и концентрацию клея, а для клеев, приготовляемых из компонентов на месте потребления, — еще и жизнеспособность. [c.310] Для повыщения эффективности обезжиривания используются ванны, оборудованные ультразвуковой аппаратурой [5]. Существуют и успешно применяются автоматические ультразвуковые установки для обезжиривания, в частности, для обезжиривания фольги, используемой при изготовлении сотового заполнителя. Эффективными для обезжиривания оказались растворы препарата ОП-7 и ОП-10 [10]. Применение хлорированных растворителей при обезжиривании исключает образование зарядов статического электричества [10]. [c.311] Прочность склеивания металлов может быть значительно повышена путем специальной обработки поверхности, специфической для разных металлов [4—7]. Данные о влиянии состояния поверхности дуралюмина на прочность клеевых соединений на клеях БФ-2 и ПУ-2 приведены в табл. П1.4. [c.311] Наиболее высокие показатели прочности клеевых соединений дуралюмина на клеях БФ-2 и ПУ-2 достигаются при обработке поверхности в гидропескоструйном аппарате. Это объясняется тем, что поверхность металла в результате опескоструивания увеличивается. Состояние поверхности значительно меньше отражается на прочности клеевых соединений дуралюмина на клее БФ-2, чем на клее ПУ-2 строганые поверхности плохо склеиваются клеем ПУ-2. [c.311] Адгезию клеев пов шают также анодные пленки, широко применяемые в промышленности для предохранения алюминиевых сплавов от коррозии. Повышенная адгезия многих клеев к анодным пленкам объясняется их большей по сравнению с необработанными металлами полярностью. Следует, однако, иметь в виду, что на неплакированных алюминиевых сплавах (Д16АТ, В-95 и др.) адгезия анодной пленки к металлам может быть ниже адгезии клеевого соединения. [c.311] Вернуться к основной статье