Диссертация (1173118), страница 18
Текст из файла (страница 18)
Олигомер вводится в основной полимер для того, чтобы регулировать его технологические и механические свойства. Наличие олигомера приводит к тому, что при увеличении температуры свойства данного материала ухудшаются менее интенсивно, чем материала марки Теплакс.Таким образом, клей-расплав марки Летек характеризуется большей водостойкостью и поэтому может быть рекомендован в качестве конструкционногоклея при изготовлении и ремонте деталей ДСМ, подвергающихся в процессе своей эксплуатации длительному воздействию воды. К таким деталям относятся элементы топливной системы и системы охлаждения двигателей и детали интерьераи экстерьера кабин и кузовов ДСМ.На основании результатов проведенных исследований можно делать выводо том, что клеи-расплавы обладают удовлетворительной стойкостью к воде и антифризу, поскольку при выдержке в течение 100 дней величина их набухания изменяется от 4 до 30% в зависимости от среды и марки клея.
Клеи-расплавы хорошо устойчивы в полусинтетических маслах, поскольку величина набухания изменялась от 2 до 7%, что не оказывает существенного влияния на изменение прочностных свойств клеевых соединений. Из фото мы видим, что структура клееврасплавов после их нахождения в антифризе в течение 100 дней меняется незначительно, наблюдается практически полное отсутствие пор и воздушных включений.Таким образом, клеи-расплавы имеют практически такую же стойкость кагрессивным средам, как традиционные эпоксидные материалы [79] и могут бытьпредложены в качестве конструкционного клея при изготовлении и ремонте деталей дорожно-строительных машин, которые в процессе эксплуатации подвергаются длительному воздействию воды, масла и антифриза.PDF создан с пробной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com1063.4.Определение адгезионной прочности клеев-расплавов методом отрываКлеевое соединение является частным случаем адгезионного соединения, иобладает комплексом характеристик, которые зависят от свойств адгезива (клея) исклеиваемых деталей.
Нагрузка в таком соединении передается от одного склеиваемого элемента к другому через клеевую прослойку. Клеевые соединения имеют ряд особенностей: многофункциональность склеенных соединений, сложностьоднозначного определения значений выходных параметров и скорости их старения.Одним из основных факторов, ограничивающим применение клеев расплавов при ремонте дорожно-строительных машин, является отсутствие информациипо их прочностным свойствам (и сравнение с прочностными свойствами традиционных эпоксидных клеев).
В данном разделе проведен сравнительный анализпрочностных свойств традиционных эпоксидных составов (которые используютсядля ремонта элементов системы охлаждения дорожно-строительных машин) итермопластичных клеев-расплавов.При оценке прочностных свойств клеевых материалов адгезионная прочность определяется различными методами, и для ее оценки отсутствует единыйпоказатель. Основные трудности оценки адгезии заключаются в том, что величина адгезионной прочности существенно зависит от размеров отрываемых материалов и от метода отрыва.
Поэтому адгезионная прочность одной и той же пары«адгезив-субстрат» будет иметь разные значения в зависимости от толщины адгезионного слоя, скорости отрыва, направления силы отрыва по отношению к поверхности субстрата и ряда других факторов [1, 49].Все существующие методы оценки адгезионной прочности можно разделить на три группы [1, 13, 24, 99]:- методы определения адгезионной прочности путем отрыва, который происходит в результате нарушения адгезионного взаимодействия между адгезивом иPDF создан с пробной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com107субстратом;- методы, основанные на определении фактической адгезии без нарушенияадгезионного взаимодействия;- методы, дающие возможность получить относительные характеристикиадгезионного взаимодействия – это так называемые косвенные методы оценки адгезии.В данной работе использовались следующие стандарты по проведению испытаний на разрыв: ГОСТ 11701-84 «Металлы.
Методы испытаний на растяжениетонких листов и лент» [26] и ГОСТ 1497-84 «Металлы. Методы испытаний нарастяжение» [28].В данной работе объектом исследования является радиатор системы охлаждения, который преимущественно изготавливается из алюминиевых сплавов.Поэтому образцы для проведения испытаний изготавливались из сплава Д16, химический состав которого согласно ГОСТ 4784-97 «Алюминий и сплавы алюминиевые деформируемые. Марки» [33], представлен в табл. 3.4.Таблица 3.4 – Химический состав в % материала Д16FeSiMnCrTiAlCuMgZnПримесидодо0,3 –додо90,9 –3,8 –1,2 –допрочие, каждая0,50,50,90,10,1594,74,91,80,250,05; всего 0,15Механические и физические свойства сплава Д16 представлены в табл.
3.5 итабл. 3.6.При выполнении испытаний в данной работе были использованы образцы,склеенные с использованием традиционного отечественного эпоксидного клеямарки ЭД-20 + ПЭПА в качестве отвердителя и зарубежного эпоксидного двухкомпонентного клея Done Deal DD6540 со стальным наполнителем (отверждениеосуществлялось при комнатной температуре) и клеев-расплавов марок Летек, МС1, Теплакс и Jnstant-PAK [74].PDF создан с пробной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com108Таблица 3.5 – Механические свойства материала Д16 при Т=20oССортаментТрубы, ГОСТ18482-79Пруток, ГОСТ21488-97Пруток, ГОСТ21488-97σв, МПаσT, МПаƐ, %Термообработка390…420255…27510…12-24512012-390…410275…2958…10450…470325…3458…1041026512Пруток, высокойпрочности, ГОСТЗакалка и старениеЗакалка и старение51834-2001Пруток, повышенной пластичности, ГОСТЗакалка и старение51834-2001где: σв - предел кратковременной прочности, [МПа]; σT – предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), [МПа]; Ɛ – относительноеудлинение при разрыве, [% ].Таблица 3.6 – Физические свойства материала Д16E 10-5,α·106,λ,ρ,С,МПа1/ oСВт/(м·oС)кг/м3Дж/(кг·oС)200,72--2770-100-22,9130-0,922Т, °Сгде: T – температура, при которой получены данные свойства, [oС]; E – модульупругости первого рода, [МПа]; α – коэффициент температурного (линейного)расширения (диапазон 20o - T), [1/ oС]; λ – коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), [Вт/(м·oС)]; ρ - плотность материала , [кг/м3]; C – удельнаятеплоемкость материала (диапазон 20o - T ), [Дж/(кг· oС)].PDF создан с пробной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com109При подготовке образцов были изготовлены пластины размером 115х35х1мм (ДхШхВ).
Поверхность пластин зачистили до металлического блеска на ширину нанесения клея и обезжирили ацетоном. Операция подготовки поверхностиочень важна в процессе ремонта, так как при использовании клеев прочность восстановленного узла во многом зависит от качества подготовки поверхности. Присутствие грязи, легко отслаивающихся элементов краски, ржавчины, окислов,масла и влаги препятствует контакту клея с восстанавливаемой поверхностью.Поэтому перед нанесением полимерных материалов поверхности ремонтируемойдетали следует тщательно очистить и обезжирить.Как и другие виды клеев, клеи-расплавы наносят на чистые нежирные поверхности (рис.3.13).
Клей-расплав наносили при температуре 100°С с использованием специального термопистолета, толщина клеевого слоя составляла 0,5-0,8мм (площадь склеивания 1575 мм²).Рисунок 3.13 – Нанесение клея-расплава на образцыПо сравнению со стандартными термореактивными клеями на эпоксиднойоснове, основным преимуществом клеев-расплавов является отсутствие операцииотверждения, поскольку эти материалы при нагревании плавятся, а при охлаждении застывают, что и обеспечивает при их использовании очень малое время присклеивании.
Это позволяет механизировать и автоматизировать технологию склеивания. В зависимости от марки, клей-расплав может отвердевать практическимгновенно при охлаждении или обладать длительной открытой выдержкой (периодом сохранения липкости), что обеспечивает возможность ремонта деталейPDF создан с пробной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com110сложной геометрической формыПосле полного затвердевания клея проводились испытания на разрыв. Внастоящей работе механические испытания проводились на машине для испытания конструкционных материалов УТС 110М-50. Общий вид машины с установленным образцом представлен на рис.3.14. Испытания проводились при комнатной температуре. После закрепления образца в захваты, в ЭБУ машины для испытаний задается ГОСТ 1497-84 на проведение испытаний, тип и геометрическиепараметры образца, размер серии образцов, наименование рабочей зоны машины.Испытания проводились на скорости V=3 мм/мин.
Результаты механических испытаний образцов приведены в табл. 3.7.Рисунок 3.14 – Общий вид машины УТС 110М-50 с установленным образцомPDF создан с пробной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com111Таблица 3.7 – Результаты прочностных испытаний соединений, сразличными типами клеевМарка клеевого материала№Значения максимального абсолютногоразрывного усилия, Нп/п1.Клей-расплав Теплакс3752,72.Клей-расплав Jnstant-PAK3061,03.Клей-расплав МС-16495,34.Клей-расплав Летек6283,15.Эпоксидный клей ЭД-20 +ПЭПА в качестве отвердителя6.Эпоксидный двухкомпонентный клей Done Deal DD65403978,03622,5На основании проведенных исследований можно сделать вывод, что по своим прочностным характеристикам клеи-расплавы практически не уступают традиционным эпоксидным клеям [74, 99, 127] и могут использоваться при ремонтеэлементов системы охлаждения дорожно-строительных машин. Установлено, чтонаилучшие прочностные характеристики получены для термопластичного клеямарки МС-1 и Летек.
Кроме того, быстрое отверждение клея-расплава позволяетосуществлять ремонт за более кроткие сроки, а, следовательно, снижает стоимость ремонта. Таким образом, ремонт элементов системы охлаждения дорожностроительных машин с использованием клеев-расплавов является наиболее технологичным и простым.3.5.Экспериментальная оценка прочности клеевых соединений привоздействии вибрационных нагрузокИспытания клеевых соединений на устойчивость к длительному воздействию динамических нагрузок проводили на тех же образцах и по той же методи-PDF создан с пробной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com112ке, что и статические испытаний (см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
