ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Подготовка поверхности склеиваемых материалог из "Клеи и герметики" Технологический процесс склеивания конструкций определяется рядом факторов особенностями изделия, его назначением и условиями эксплуатации, свойствами выбранных клеев, природой используемых в конструкции материалов, масштабами производства, экономической целесообразностью и др. [c.56] Следует отметить, что та и только та конструкция будет эффективной, которая спроектирована с учетом условий ее эксплуатации, при использовании наиболее эффективной технологии склеивания, правильном сочетании склеиваемых материалов, выборе соответствующих клеев и др. Другими словами, проектирование изделия и разработка технологии начинаются одновременно. [c.56] Тем не менее технология склеивания — это специальная область, требующая особых знаний, опыта и навыков. Технологический процесс склеивания конструкций состоит из следующих основных стадий подготовки поверхности склеиваемых матери-алоЁ, нанесения клеев, запрессовки склеиваемых элементов, отверждения клея и контроля качества готовых изделий. [c.56] Подготовка поверхности склеиваемых материалов определяется прежде всего их природой, назначением и условиями эксплуатации изделий, требованиями к прочности и надежности клееных конструкций. Поскольку в конструкции применяются самые разнородные материалы, то и подготовка их поверхности к склеиванию существенно различается. [c.56] Сплавы алюминия. Сплавы алюминия широко применяются в авиаций, приборостроении и в некоторых других отраслях промышленности. Поскольку они имеют повышенную коррозионную активность и длительный (как правило) срок эксплуатации, оптимальной подготовкой их поверхности является анодирование в серной и хромовой кислотах. С точки зрения защиты от коррозии предпочтительным является анодирование в серной кислоте (оптимальная толщина анодной пленки 7—8 мкм, температура анодной ванны 10—15°С) с последующим наполнением анодной пленки в горяче растворе натриевого (или калиевого) хромпика. [c.57] Предельная прочность при сдвиге, достигаемая при склеивании конструкционными клеями, колеблется в пределах от 20 до 25 МПа и определяется прочностью сцепления анодной пленки с поверхностью металла [46]. Кроме того, с повышением жесткости клея прочность клеевого соединения внахлестку на стандартном образце, как правило, снижается вследствие увеличения концентрации напряжений по концам нахлестки. Разрушен1 е происходит в результате отрыва анодной пленки от поверхност металла. [c.57] Более совершенным способом подготовки поверхности является анодприваннс алюминиевых сплавов в хромовой кислоте. При этом способе прочность достигает 35—45 МПа [46], причем анодная пленка, как правило, не отслаивается от металла. [c.57] Следует подчеркнуть, что максимальная прочность клеевых соединений при обоих способах анодирования достигается только в том случае, когда клей наносят на чистую анодную пленку не позже, чем через 0,5—1 ч после анодирования, без предварительного обезжиривания поверхности. При обезжиривании поверхности особенно с применением механического воздействия происходит некоторое снижение прочности. Поэтому его следует избегать, а с целью исключения загрязнения анодированные детали рекомендуется хранить в специальной упаковке (например, в полиэтиленовых мешках). [c.57] Травление осуществляется (после обезжиривания поверхности) при 60—70 °С в течение 30 мин. Этот способ подготовки поверхности позволяет реализовать полную прочность клея (особенно если детали предварительно опескоструить). [c.57] Магниевые сплавы. Магний и его сплавы обладают очень высокой химической активностью, поаюму перед склеиванием их обязательно подвергают химическому оксидированию. Получаемая оксидная пленка имеет относительно низкую прочность сцепления с поверхностью металла. В результате этого прочность прн сдвиге клеевого соединения в зависимости от состава ванны и режимов оксидирования колеблется обычно от 0,4 до 1,5 МПа [46]. [c.58] Нержавеющие стали. Существует много вариантов травления нержавеющих сталей. Например, травление при 20—30°С в течение 10—20 мин (после обезжиривания) в растворе H I (конц.) —50% (об.), HNO3 -(конц.) —5% (обл.), Н2О —45% (об.) и РеСЬ-бНгО—150 г на 1 л раствора кислот. Однако с точки зрения прочности клеевого соединения травление не имеет преимуществ перед механическим способом подготовки поверхности (пескоструйная обработка). [c.58] Углеродистые стали. Углеродистые стали в редких случаях перед склеиванием подвергают химической обработке — травлению. Травление проводят, например, 25—40%-ным раствором соляной кислоты в воде при 25 + 5 в течение 2—4 мин с последующей промывкой в воде при 70—82 °С [48]. Поскольку в процессе сушкн на поверхности сталей образуется ржавчина, то для ее устранения удаление воды с поверхности углеродистой стали после травления и промывки необходимо производить 96— 98%-ным этиловым спиртом, что не всегда желательно. [c.58] Другие металлы (медь и ее сплавы, сплавы цинка и т. п.) обычно подвергают механической обработке перед склеиванием. [c.58] Титановые сплавы. Титановые сплавы широко используют в клееных конструкциях, особенно в авиации и судостроении. Однако до настоящего времени не разработаны достаточно эффективные способы химической обработки поверхности и для этой пели широко используется травление в растворах минеральных кислот различного состава. Например, очень эффективными способами являются травление при 90 С в течение 5—10 мин в конц. H2SOJ [49] или травление при комнатной температуре в течение 2—3 мин, в водном растворе 5% (масс.) тринатрийфос-фата, 0,9% (масс.) фтористого натрия и 1,6% (масс.) плавиковой кислоты с последующей тщательной промывкой и сушкой при 65—70 С [48]. [c.58] При химическом способе подготовки поверхности титана и его сплавов следует обращать особое внимание на то, что, несмотря на высокую коррозионную стойкость, в некоторых случаях они вступают во взаимодействие с компонентами растворов и (или) их поверхность наводороживается (значительное растворение в сплаве выделяющегося при обработке атомарного водорода). Это может привести к значительному снижению его прочности, что отрицательно скажется на прочности и надежности клееной конструкции. В связи с этим в каждом отдельном случае необходимо выяснить, как влияет используемый для повышения адгезии клея химический способ обработки поверхности на прочность клеевых соединений титана и его сплавов. [c.59] К ним относят обычно механическую либо пескоструйную обработку. Более эффективным способом является пескоструйная обработка. По достигаемой прочности и производительности она конкурентноспособна с химическими способами подготовки поверхности и поэтому широко применяется в промышленности. Недостатком этого метода является отрицательное воздействие на организм человека (возможно заболевание силикозом). [c.59] При этом способе подготовки поверхности рекомендуется обязательное обезжиривание поверхности бензином и ацетоном и нанесение клея не позднее, чем через 30 мин после пескоструйной обработки. Увеличение такой выдержки приводит обычно к снижению прочности клеевых соединений и их стабильности. Пескоструйную обработку можно использовать для алюминиевых, титановйх и медных сплавов, углеродистых и нержавеющих сталей, конструкционных пластмасс, стеклопластиков и композиционных материалов. [c.59] Вернуться к основной статье