Прочность и разрушение клеевых соединений

При испытаниях на сдвиг и равномерный отрыв прочность снижается с увеличением толщины клеевого шва, а при расслаивании, особенно систем с высокоэластичным адгезивом, —повышается (рис. 2.6). Это связано с тем, что с увеличением толщины клеевого шва,при расслаивании резко увеличиваются затраты энергии на деформацию адгезива и прорастание в нем магистральной трещины. Так, модификация эпоксидного клея карбоксилированным каучуком ведет к 7—8-кратному увеличению энергии разрушения клеевого соединения алюминия при неравномерном отрыве по мере увеличения толщины клеевого шва от 0,01 до 0,08 см [13]. [c.74]

В монографии рассмотрены такие аспекты адгезионной прочности, как температурно-временная зависимость прочности, внутренние напряжения, характер разрушения, а также методы измерения адгезионной прочности. Характеристикой адгезионной прочности может являться не только усилие разрушения клеевых соединений или модельной системы адгезив — субстрат, но и предел прочности слоистых пластиков при изгибе и растяжении, а также предел прочности при растяжении комбинированных полимерных материалов, поскольку механические характеристики подобных систем зависят от адгезии между компонентами. [c.9]

Испытание адгезионных свойств клеев сводится к оп- ределению силы, необходимой для разделения двух склеенных поверхностей. Количественно адгезионная способность того или иного полимера может быть опре- делена при адгезионном разрушении клеевого соединения с применением методов отслаивания (отдира, неравномерного отрыва) или равномерного отрыва. < При исследовании прочности склеивания двух массивных тел , по-видимому, наиболее целесообразно [c.184]

Так как об адгезионном взаимодействии в подавляющем большинстве случаев судят по разрушению соединений, необходимо представлять себе распределение и характер действия механических сил в соединениях. Сложный характер напряженного состояния, одновременное действие, например, касательных и нормальных напряжений, неравномерное распределение напряжений по площади соединений и концентрация напряжений по их краям крайне затрудняют такой анализ. Использование упрощенных представлений о характере действия сил при нагружении адгезионных соединений допустимо в некоторых случаях, но совершенно недостаточно для решения такой задачи, как расчет соединения, выяснение механизма нагружения и разрушения клеевых соединений и т. п. Например, при определении сдвиговой прочности, на которую наиболее часто рассчитывается клеевое соединение, в большинстве случаев получают заниженные значения напряжений, поскольку не учитывается концентрационный фактор и наличие сил, действующих нормально к плоскости сдвига. Далее, при расчете исходят из предположения об упругой работе клеевой прослойки, хотя известно, что существует неупругая составляющая, особенно проявляющаяся в релаксационных процессах, которые протекают во времени и ведут к существенному перераспределению напряжений по сравнению с исходным состоянием и которые необходимо знать для правильной оценки долговечности реальных клеевых соединений. [c.10]

Характер разрушения клеевого соединения может изменяться в процессе его эксплуатации. Например, если применяют клей холодного отверждения, то в первое время соединение может разрушаться по клею. В дальнейшем, в процессе доотверждения, когезионная прочность клея может превысить прочность склеиваемых материалов, что приводит к разрушению по материалу. Если клеевое соединение эксплуатируют в условиях, в которых может происходить деструкция клея или его утомление, то характер разрушения клеевого соединения также изменяется — разрушение будет проходить по клею, причем прочность будет ниже исходной. [c.81]

На характере разрушения клеевых соединений отражается продолжительность и скорость приложения нагрузки. При быстром приложении нагрузки клеевые соединения на основе резиновых и некоторых других эластичных клеев разрушаются по адгезионному механизму. Это обусловлено тем, что если нагрузка прилагается с большой скоростью и кратковременно, то эластомеры работают как упругое тело, и наиболее слабыми оказываются адгезионные связи. В то же время при медленном росте или постоянстве нагрузки подобные клеи склонны к ползучести, которая обусловлена повышенной деформируемостью эластомеров. В этих условиях длительная прочность полимера может оказаться ниже длительной адгезионной прочности, и разрушение будет происходить по клею и иметь когезионный характер. Это обстоятельство часто препятствует использованию каучуковых клеев в качестве конструкционных. [c.81]

Сопоставление структуры полимера в свободных пленках, покрытиях и на поверхности разрушения клеевых соединений позволяет сделать вывод, что влияние модифицирующих слоев ПАВ на поверхности субстрата может проявиться не только в приповерхностных слоях. При этом может наблюдаться изменение структуры полимера в объеме. Последнее объясняется вытеснением части ПАВ с поверхности в полимер. Отмеченное выше влияние субстрата на полимер в конечном счете отражается на его механических свойствах. Выявить в чистом виде изменение конкретных прочностных или деформационных свойств полимера, находящегося в тонком слое, довольно трудно. Подчас не всегда следует стремиться к наиболее сильному взаимодействию на границе раздела фаз, поскольку это может привести к менее равномерному нагружению дискретных связей в системе и появлению перенапряжений, которые снижают прочность. Это обстоятельство является общим и принципиальным для надежной работы разных гетерогенных полимерных систем, в том числе клеевых соединений. Всегда существует некая оптимальная степень взаимодействия, которая в данных условиях обеспечивает оптимальные значения того или иного показателя [92, 98, 171 — 173]. [c.41]

ПРОЧНОСТЬ И РАЗРУШЕНИЕ КЛЕЕВЫХ СОЕДИНЕНИЯ [c.18]

Метод испытания длительной прочности при сдвиге предназначен для испытаний клеевых соединений листовых металлов. Сущность метода состоит в определении продолжительности испытания до разрушения клеевого соединения внахлестку при действии [c.470]

Кроме десорбции на прочности связи отражается водостойкость оксидных покрытий на алюминии. Установлено [112], что такие покрытия могут гидролизоваться при промывке водой с образованием гидроксидов, которые становятся центрами начала разрушения клеевого соединения в воде. Более высокую прочность соединений алюминиевого сплава на эпоксидно-каучуковом клее (45,3 МПа) и стойкость в соленой воде обеспечивает анодирование в фосфорной кислоте. [c.190]

Итак, практически всегда разрушение клеевого соединения происходит по клею или склеиваемому материалу, и прочность шва должна быть пропорциональна когезионной прочности наиболее слабого компонента системы. При этом необходимо учитывать механические и реологические свойства этих компонентов [4, 6, 16, 42]. Помимо этого следует принимать во внимание внутренние напряжения, которые возникают при отверждении, кристаллизации, колебании температуры и т. д. В результате действия этих напряжений в клеевом шве образуются пустоты и трещины разной формы. Их число и размеры тоже имеют большое значение....Для точного учета этих факторов необходим обширный и сложный математический аппарат. [c.27]

Быстрому разрушению клеевого соединения предшествует этап накопления повреждений. Наличие начального дефекта ускоряет этот процесс. Показано, что предварительное кратковременное нагружение приводит к возникновению в соединениях алюминия на эпоксидном клее начального дефекта, а после действия постоянной нагрузки в течение определенного времени кратковременная прочность снижается, причем степень снижения обусловлена величиной и продолжительностью действия постоянной нагрузки и зависит от релаксационных свойств полимера и геометрии соединений. В то же время начальный дефект может не отражаться на исходной кратковременной прочности. [c.234]

Подготовка поверхности под склеивание является одной из наиболее ответственных операций технологического процесса склеивания. От этой операции зависит не только адгезионная прочность клеевых соединений, но и степень защиты металлов от коррозии. Идеальной можно считать такую подготовку поверхности, при которой наблюдается когезионное (по клею) разрушение клеевых соединений как непосредственно после склеивания, так и под действием эксплуатационных факторов. [c.156]

Сравнивая прочность и характер разрушения клеевых соединений фторопластовой пленки, обработанной различными способами в различных условиях, следует отметить, что лучшие показатели имеют соединения, изготовленные с применением пленки, поверхность которой обработана уксуснокислым калием или тлеющим разрядом (табл. 4.9) [149, с. 131]. [c.167]

Одновременное воздействие атмосферных факторов в районах с субтропическим климатом и нагрузки на клеевые соединения, выполненные фенолокаучуковыми клеями ВК-32-200 и ВК-25, эпоксидным, клеем холодного отверждения ВК-9 и эпоксидными пленочными клеями ВК-31 и ВК-41,, приводит к более существенному изменению их прочности, чем при раздельном воздействии этих факторов [73, с. 66]. Наиболее подвержены разрушению клеевые соединения, выполненные эпоксидным клеем холодного отверждения ВК-9. Уже после 1 мес. испытаний под нагрузкой, составляющей 20% от разрушающей, наблюдается разрушение клеевых соединений. В течение года эксплуатации в указанных условиях клеевые соединения сохранили достаточно высокую прочность (12 МПа) только под нагрузкой, составляющей 5% от разрушающей. [c.228]

Разрушение клеевых соединений или снижение их прочности при воздействии тепла может быть вызвано термической или термоокислительной деструкцией клея, а также действием термических напряжений, возникающих из-за различия в коэффициентах линейного расширения склеиваемых материалов и клея [368, с. 56]. [c.234]

ОСТ предусматривает два вида испытаний определение условного предела длительной прочности (среднего по площади склеивания напряжения сдвига, вызывающего разрушение клеевого соединения за определенное время) [c.470]

Важным фактором, оказывающим влияние на адгезионную прочность, являются внутренние напряжения [18]. Данные об изменении адгезионной прочности и внутренних напряжений в процессе старения образцов с полиэфирным покрытием приведены на рис. 1. На прочность клеевых соединений, выполненных термостойкими клеями, внутренние напряжения оказывают наибольшее влияние, поскольку, как уже было сказано, при отверждении термостойких клеев образуются хрупкие соединения. Отверждение, как правило, происходит при повышенных температурах, и после охлаждения в клеевом соединении возникают внутренние напряжения, обусловленные различием в термических коэффициентах линейного расширения адгезива и субстрата и объемными усадками. Внутренние напряжения могут вызвать адгезионное разрушение клеевого соединения даже при достаточно хорошем контакте адгезива и субстрата. Межфазная поверхность из-за концентрации внутренних напряжений является во многих случаях ослабленной и при отсутствии достаточно прочных молекулярных связей адгезив — субстрат служит зоной распространения магистральной трещины [19]. [c.9]

Руководствуясь изложенными представлениями, рассмотрим параметрическую связь основных факторов, определяющих прочность и закономерности разрушения клеевых соединений. [c.22]

Положительное влияние механических воздействий, предшествующих разрушению клеевого соединения, отмечено также в работе [76]. Авторы объясняют этот эффект развитием ориентационных процессов. Таким образом, наблюдаемое нами явлен-ие представляется достаточно общим и свидетельствует о том, что локальные эффекты ориентации полимера, происходящие в зоне контакта полимера с подложкой, оказывают существенное влияние на адгезионную прочность. [c.160]

Соединение пластмасс склеиванием широко применяется в судостроении, авиастроении, строительстве и в других отраслях [тромышленности. Несмотря на внешнюю простоту процесса клеивания, его физико-химическая сущность сложна и недостаточно изучена. Прочность склеивания зависит от адгезии — сцеп-пения клеящего слоя с поверхностью подложек (соединяемых деталей) — и от когезии — сцепления между частицами самого клея щего слоя. Разрушение клеевого соединения может произойти на границе клеевого слоя с подложкой или по самому клеевому шву [c.301]

Разрушающее напряжение при сдвиге соединений эпоксидным клеем ЭТ образцов стали 20 изменяется уже при дозах 0,1—1 кДж/кг в зависимости от мощности дозы. Разрушение клеевого соединения при этом носит когезионный характер. Прочность при сдвиге облученного до дозы 0,1 кДж/кг при мощности 0,015 Вт/кг клея ЭТ составляет около 86%. Прн мощности 0,1 Вт/кг дозам 1 и 100 кДж/кг соответствуют значения т, составляющие 81 и 62% от исходного значения. С увеличением мощности излучения до 1 Вт/кг изменения т уменьшаются, в связи с чем его стойкость к воздействию радиации повышается (рис. 94). Следует, однако, учитывать, что зависимость разрушающего напряжения клея ЭТ при сдвиге от дозы излучения имеет минимум, положение и величина которого определяются мощностью дозы. С возрастанием мощности положение минимума смещается в сторону увеличения дозы излучения. [c.124]

Следовательно, смачивание прямо влияет на возникновение прочного или слабого соединительного слоя. Однако из приведенных данных следует, что пока еще недостаточно аргументов, которые доказывали бы однозначное влияние разных явлений на возникновение и величину адгезии. Соединение, как правило, не разрушается по границе субстрат — клей, а следовательно, при разрыве не преодолеваются межмолекулярные силы, обусловливающие адгезию. Разрушению соединения предшествует деформация всей системы, на что тоже необходима определенная энергия. Следовательно, работа, которую надо затратить на разрушение клеевого соединения, расходуется не только на преодоление межмолекулярных сил. Таким образом, основной тезис молекулярной теории, гласящий, что сумма межмолекулярных сил соответствует прочности соединения (или силе, необходимой для его разрушения), т. е. U—fm (где / — прочность клеевого соединения), вообще недействителен. [c.15]

Наблюдающаяся на практике экстремальная зависимость прочности от скорости обычно связана с изменением характера разрушения клеевого соединения и обусловлены соотношением скоростей нагружения и релаксации. При изменении скорости и температуры обычно справедливо экспоненциальное уравнение [31] [c.34]

При сдвиге и равномерном отрыве этот фактор имеет меньшее значение по сравнению с концентрацией напряжений. Можно предположить, что при однородном напряженном состоянии масштабный эффект может быть выявлен в более чистом виде. С этой целью были проведены испытания на сдвиг при кручении [104] трубчатого образца из закаленной стали Ст. 45 с толщиной стенки 3 мм. Торцы образца, подлежащие склеиванию, обрабатывали по 10-му классу чистоты, что обеспечивало высокое качество поверхности и возможность получения тонких клеевых швов. Среднее квадратичное отклонение по высоте, измеряемое по 10 точкам периметра торца, оказалось равным 2,41 мк. Склеивание производили клеем К-П5, отвержденным при 20 ""С без термообработки и с последующей термообработкой. В первом случае разрушение клеевого соединения имело адгезионный характер, во втором — смешанный. На рис. 3.4 (кривые 1, 2) показана зависимость прочности клеевых соединений на сдвиг при кручении от толщины клеевого шва [79]. Для сравнения те же зависимости приведены и для других напряженных состояний (рис. 3.4, кривые 3—6) [58, 77]. [c.67]

Эхометод применяют для обнаружения в сотовых панелях воды, которую они набирают в процессе эксплуатации через имеющиеся негерметичности. Вода снижает прочность клеевых соединений и может привести к разрушению сотового агрегата. Особенность задачи - необходимость проведения контроля в условиях эксплуатации, Н.Г. Азаровым разработана методика и аппаратура для определения наличия и измерения количества воды в сотах [3], [c.491]

Счетный критерий с заданным пороговым уровнем по формуле (2.53) используют для выявления ударных разрушений в ОК из ПКМ и оценки прочности клеевых соединений. В последнем случае результаты можно улучшить, исключив из спектра сигнала неинформативные составляющие. После этого SWF вычисляют для оставшихся составляющих спектра. [c.509]

Прочность клеевого соединения определяется физико-механическими свойствами клеевого шва, характером его нагружения, толщиной клеевой пленки и другими факторами. Различают адгезионную и когезионную прочности склеивания. Первая обусловлена силами сцепления на границах раздела клея с соединяемыми элементами конструкции, вторая - силами сцепления между молекулами клея. Соответственно, разрушение шва по границе раздела с элементом конструкции называют адгезионным, разрушение по самому клею - когезионным. Обычно адгезионная прочность выше когезионной. Описываемые ниже методы разработаны для оценки когезионной прочности, поэтому под прочностью склеивания в дальнейшем понимается когезионная прочность. [c.773]

Хотя силикаты щелочных металлов чаще всего применяются как клеи для бумаги и картона, нельзя не учитывать, что они могут быть иногда с успехом использованы для склеивания дерева. В 1929 г. Броуном и Броузом [14] было показано, что прочность таких клеевых соединений при сдвиге и растяжении достаточно высокая разрушения в основном наблюдаются на поверхности дерева, а не по силикатной склеивающей пленке. Состав силиката натрия, использованного для испытаний, ЫагО, 3,255102, плотность 1,415 (табл. 57). [c.219]

После старения при 204 и 260 °С в течение 10 000 ч клеевые соединения сотовой конструкции со стеклопластиковым (полиимид-ньга) заполнителем сохраняют 65—68% исходной прочности. После старения при 204 и 232°С разрушение клеевых соединений происходит по клею, а после старения при 260 °С — по сотовому заполнителю. После старения при 148 °С в течение 5000 ч снижения прочности клеевых соединений не наблюдается. Данные по изменению прочности клеевых соединений сотовой конструкции в процессе старения приведены на рис. III. 18 и III. 19. Интересно, что после старения в течение 10000 ч при 232 °С прочность клеевых [c.89]

Производные циануровой кислоты. Клей ВК-7 представляет собой композицию, в состав которой входит полимер, содержащий триазиновые кольца. Клей может кратковременно использоватьсяЭ при 250 °С. Кроме смолы в состав клея входят отвердитель, наполнитель и растворитель. Клей применяется для создания клеевых и клеесварных соединений стали, алюминиевых и титановых сплавов. Клеевые соединения дуралюмина при напряжении сдвига 50 кГ/смР- выдерживают при 20 °С без разрушения 180 ч, при 250 °С и напряжении 35 кПсм — 36 ч. Без разрушения клеевые соединения выдерживают 10 циклов при 20, 230 и 250 °С и напряжении сдвига 60, 35 и 30 кГ/см соответственно. В результате старения при 60 °С в течение 500 ч прочность клеевых соединений не снижается. После выдержки в течение 30 суток при отпосптель- [c.140]

При зачистке поверхности шлифовальными шкурками используют шкурки № 12—16. Можно использовать также опиловку. В промышленности при подготовке поверхности металлов этот способ используется весьма ограниченно, так как в процессе обработки возможно внедрение в поверхность обрабатываемого металла инородных частиц, способных вызвать-коррозию. Для подготовки поверхности неметаллических материалов он используется чаще. При склеивании стеклопластиков обработка поверхности механическим путем (зашкури-рованием или зачисткой) обеспечивает разрушение клеевого соединения по субстрату и увеличение его прочности (по сравнению с данными, полученными при склеивании материала с необработанной поверхностью) [253]. Зачистку поверхности-можно механизировать, используя приспособления типа полотеров. Пыль, образующуюся при такой зачистке, удаляют пылесосом. Для механической обработки поверхности можно использовать также вату из стальной проволоки [131, с. 233]. [c.157]

При правильном выборе клея прочность клеевых соединений композиционных материалов ограничивается межслойной прочностью самих материалов. Однако даже при одинаковом характере разрушения клеевых соединений композиционных материалов (по верхнему слою) может наблюдаться различная прочность при испытании на сдвиг. Например, при склеивании углепластика, изготовленного с применением эпоксифенолоани-линоформальдегидного связующего, разрушающее напряжение при сдвиге при 20 °С составляет И и 13,5 МПа соответственно для эпоксиполиамидного клея ВК-9 и фенолокаучукового ВК-13М. Это можно объяснить тем, что в образце, склеенном внахлест, при испытании появляется изгибающий момент и, кроме того, в клеевом соединении наблюдается концентрация напряжений, что приводит к снижению разрушающей нагрузки. Степень влияния изгиба на прочность клеевых соединений при [c.200]

При контакте клеевых соединений с водой происходит в основном разрушение адгезионных связей и в меньшей степениг--i когезионное разрушение клея [392]. На примере эпоксиполиамидного клея FM-1000 (температура отверждения 175 °С) показано [393], что после выдержки отвержденной пленки во влажной среде она сорбирует 14% воды, в результате чего снижаются модуль упругости клея и примерно на 40°С его термостойкость. Однако эти изменения обратимы и после сушки характеристики образца восстанавливаются. Прочность клеевых соединений при воздействии влаги также уменьшается, но происходящие при этом изменения необратимы. Характер разрушения клеевого соединения под действием влаги меняется от когезионного к адгезионному. Такое поведение клеевых соединений можно объяснить тем, что влага проникает по граничному слою соединения и оказывает как бы расклинивающее действие. Уровень снижения прочности определяется продолжительностью воздействия воды и ее температурой [394]. [c.229]

Клеевые соединения выдерживают старение при 300 °С в течение 500 ч и при 400 °С в течение 100 ч без разрушения. Клеевые соединения на клее ВК-21Т могут длительно работать и при 500°С. Данные по изменению прочности клеевых соединений нержавеющей стали 1Х18Н9Т на клеях ВК-21К и ВК-21Т в процессе старения приведены в табл. VI. 4, [c.156]

Притыкин Л. М., Драновский М. Г. Некоторые проблемы прочности и разрушения клеевых соединений. — В кн. Диффузия, фазовые превращения, механические свойства металлов и сплавов. М. Всесоюз. заоч. машиностроит. ин-т, 1975, т. 12, ч. 2, с 140—146. [c.133]

Реологическая теория адгезии — это теория, согласно которой, чем бы ни была вызвана адгезия на границе двух материалов, прочность адгезионного (клеевого) соединения обусловлена основными физико-механическими и реологическими овойст-вами материалов, которые образуют клеевую систему. При изучении характера разрушения было установлено, что оно никогда не происходит по границе раздела фаз, а является когезионным [89]. Однако эта теория не отвечает на главный вопрос в результате чего возникает соединение и как различные силы (ван-дер-ваальсовы, лондоновские и др.) влияют на его прочность. [c.11]

Использование современных физико-химических способов анализа, в том числе РФЭС, позволило показать, что далеко не всегда разрушение происходит по более слабому слою [175]. Если полиэтилен не обработан перед склеиванием (например, травлением), то после разрушения его соединений на отвержденном эпоксидном клее не обнаружено полиэтилена. А после обработки полиэтилена клеевые соединения разрушаются когезионно по полиэтилену. Кроме того, циклическое бромирова-ние — дебромироваиие приводит к симбатному изменению прочности клеевых соединений при появлении или исчезновении связанного брома в пограничном слое. О том, что разрушение клеевых соединений алюминия после действия воды происходит по ослабленному слою эпоксидного клея, судили по данным растровой электронной микроскопии [176]. Однако метод РФЭС показал, что в таких случаях разрушение происходит по слою оксида алюминия [177]. [c.106]

Работоспособность соединений значительно повышается в ус ловиях чистого сдвига. В этом случае исчезает максимум н, кривых прочность — температура, в меньшей степени проявляет ся масштабный и другие эффекты. Это достигается при испытя НИН соединений на сдвиг при кручении. Доказательством наличия однородного поля напряжений является отсутствие различи в физико-механических свойствах свободной пленки и полимерх в соединении при когезионном разрушении значение прочности и модуля сдвига образцов полимера и клеевых соединений при мерно одинаковы. [c.146]

Высокой стойкостью к воздействию климатических факторов отличаются эпоксидные клеи, отверждаемые ароматическими аминами, ангидридами, и особенно эпоксидно-фенольные. Это подтверждается результатами длительного хранения соединений в условиях морского климата. Прочность соединений на эпоксидном клее, отвержденном диэтиламинопропиламином и эпок-си тно-фенольного снижается на 44 и 27% соответственно (см. табл. 5.20), что обусловлено диффузией воды в клеевое соединение. Этот процесс усиливается под действием нагрузки, что часто приводит к полному разрушению соединений, несмотря на то, что свойства клеев в объеме при этом сохраняются. Однако приведенные данные не означают, что нельзя достигнуть необходимой долговечности соединений в жестких климатических условиях. Этому способствует применение адгезионных грунтов или защитных покрытий, наносимых на уже склеенные соединения, и т. д. [c.151]

Сравнительно легко гидролизуются полиамидные клеи, по-этбму их целесообразно применять для соединения негигроскопичных материалов. Эпоксидные смолы сравнительно стойки к гидролизу, но присутствующие в отвержденном продукте сложноэфирные группировки могут омыляться в присутствии щелочей. Имеются также данные о возможности гидролиза и других связей в макромолекулах эпоксидных смол [15]. Однако при сопоставлении действия воды на эпоксидные клеи в свободном виде и в клеевом соединении можно сделать вывод о том, что причиной снижения прочности в основн-ом является не гидролиз полимера, а разрушение адгезионных связей. Клеи на основе ненасыщенных полиэфирмалеинатов (смола ПН-1 и т. п.) гидролитически достаточно устойчивы в большинстве соединений, однако, если склеиваются материалы щелочной природы, на- [c.40]