12. Общие этапы технологии склеивания деталей

1. Подготовка склеиваемых поверхностей – заключается в подгонке, зачистке и обезжиривании склеиваемых поверхностей.

Подгонка должна обеспечить плотное прилегание склеиваемых поверхностей. Качество подгонки зависит от вида применяемого клея.

Зачистка проводится в целях получения чистых склеиваемых поверхностей, удаления с них окалины, жировых пятен и в целях создания оптимальной шероховатости склеиваемых поверхностей.

Обезжиривание – необходимая и очень важная технологическая операция в процессе склеивания. Обезжиривание желательно проводить растворителем, применяемым в составе клея. После обезжиривания склеиваемые поверхности высушивают.

2. Приготовление клеев, их контроль и испытания.

Для однокомпонентных клеев или сложных по составу высыхающих или затвердевающих при повышенных температурах клеев эта операция сводится к оценке внешнего вида клея, проверке его однородности, прозрачности или равномерности по цвету и других свойств. Контроль проводят на основе соответствующих ТУ.

Вязкость клея должна соответствовать нормам, приведенным в ГОСТах или ТУ. Ее проверяют с помощью вискозиметров различной конструкции. При необходимости определяют сухой остаток клея, а также механические свойства клеевых соединений исследуемых материалов, склеенных данным клеем по рекомендуемой технологии.

Для клеев холодного отверждения важной контролируемой характеристикой является его жизнеспособность.

Жизнеспособность клея – это время от момента приготовления отверждающегося клея до того момента, когда вязкость его станет настолько большой, что его уже невозможно

3. Нанесение клея на склеиваемые поверхности, сушка, открытая выдержка и пропитка.

Нанесение клея на склеиваемые поверхности выполняют механизированными методами, аналогичными используемым при нанесении лакокрасочных покрытий или вручную с помощью кисти, штапеля, шприца и др. инструментов. Пленочные клеи вырезают по размеру склеиваемых поверхностей и укладывают на нанесенный точками жидкий клей или подогретую поверхность. Термопластичные клеи можно подавать в нагретом состоянии в зазор между склеиваемыми деталями с помощью устройств типа литьевых машин. При этом периметр клеевого соединения необходимо герметизировать.

На прочность клеевого соединения оказывает влияние толщина клеевого слоя. Для большинства клеев с уменьшением толщины клеевого слоя прочность соединения увеличивается. Однако это наблюдается не всегда. Например, закономерность не соблюдается при использовании некоторых высокопрочных адгезивов, таких, как клей на основе бутадиен-нитрильного каучука.

После нанесения клея проводится открытая выдержка склеиваемых деталей. При этом происходят испарение растворителей, если они применяются, и пропитка поверхностного слоя деталей клеем.

Иногда после нанесения первого слоя клея, его сушки и частичного отверждения наносится второй слой клея, который также подвергается открытой пропитке или сушке. В качестве первого слоя можно использовать другой клей в целях защиты склеиваемых поверхностей от агрессивного воздействия основного клея.

4. Соединение склеиваемых поверхностей и их запрессовка (создание сжимающего давления).

Запрессовка обеспечивает фиксирование деталей, достижение более полного контакта между клеем и склеиваемыми поверхностями, способствует образованию клеевой прослойки оптимальной толщины.

Величина давления зависит от вязкости клея, точности подгонки поверхностей, жесткости конструкции.

5. Сушка термопластичных клеев и отверждение многокомпонентных затвердевающих клеев и клеев на основе термореактивных смол.

Отверждение термопластичных клеев происходит путем испарения растворителей. Время сушки зависит от вида склеиваемых материалов, формы, размеров склеиваемых поверхностей и других факторов.

Соединения, образуемые эпоксидными и полиуретановыми клеями при повышенных температурах отверждения, имеют более высокую прочность, теплостойкость и водостойкость, при этом улучшаются электроизоляционные свойства клеевых соединений. Термореактивные клеи отвердевают всегда при повышенных температурах.

Продолжительность выдержки при повышенной температуре и под давлением зависит от скорости нагрева зоны шва до заданной температуры и скорости отверждения клея.

Затвердевание термопластичных клеев происходит в результате испарения растворителя или охлаждения зоны шва (столярный клей).

После отверждения клеевого слоя детали извлекают из зажимных систем, устройств или приспособлений и некоторое время выдерживают при комнатной температуре для релаксации напряжений и уменьшения общего уровня внутренних напряжений.

6. Контроль качества клеевых соединений.

Обычно применяют два вида контроля:

а) пооперационный – осуществляется в процессе склеивания;

б) окончательный; для ответственных деталей применяются различные виды неразрушающего контроля, такие, как ультразвуковой, рентген-контроль и др.

Вопрос №13. Общие характеристики клеев на основе формальдегидных смол.

В зависимости от соотношения исходных продуктов (фенола и формальдегида, применяемых инициаторов или катализаторов (щелочных или кислых) и режима изготовления фенолоформальдегидные смолы подразделяют на резольные (термореактивные) и новолачные (термопластичные).

Клеи на основе термореактивных смол содержат в избытке формальдегид и способны при повышенных температурах необратимо затвердевать при переходе в термостабильное состояние.

Клеи на основе термопластичных фенолоформальдегидных смол для отверждения требуют применения специальных отвердителей, например, в виде сульфонафтеновых кислот (керосиновый контакт Петрова) или соляной кислоты. Отвердевают они как при комнатной температуре (выдержка склеенных деталей в прижатом состоянии от 5 до 25 часов), так и при повышенных (140 – 150ᵒС) температурах.

В качестве конструкционных клеев применяют как термореактивные, так и термопластичные фенолоформальдегидные смолы, но чаще последние.

Двухкомпонентные клеи на основе термопластичных фенолоформальдегидных смол такие, как ВИАМ Б-3, КБ-3, ВИАМ Ф-9, В31-Ф9 и другие, имеют жизнеспособность 2 – 5 часов, отвердевают при 20ᵒС за 5 – 25 часов (В31-Ф9 за 20 – 30 мин), требуют после нанесения открытой выдержки в течение 5 – 15 мин и давления прижатия 0,5 – 5 кгс/см2. Клеевые соединения, выполненные этими клеями, имеют предел прочности на сдвиг от 100 до 140 кгс/см2.

Клеевые соединения могут работать при температурах 75 – 100ᵒС. Они устойчивы к бензину, маслам, спиртам и ароматическим углеводородам.