Диссертация (1173120), страница 11
Текст из файла (страница 11)
3.1, а) и после 6 месяцев его хранения в условиях цеха (рис.3.1, б).На приведенных фото (см. рис. 3.1, б) видно, что после хранениязаклепочного соединения в обычных условиях, вокруг заклепки имеет местообразование ржавчины. Аналогичные исследования проводили на клее-расплавемарки Теплакс-2П (рис. 3.2). Поверхность образцов перед нанесением клеяспециальнонеподготавливалась,обезжиривания или зашкуривания.т.е.непроводилосьдополнительного70а)б)Рисунок 3.1 – Фото поверхности заклепки (а) и околозаклепочной зоны (б)непосредственно после клепки (а) и через 6 месяцев (б)а)б)в)г)Рисунок 3.2 – Фото различных участков поверхности заклепки, установленных наклей марки Теплакс-2П непосредственно после клепки (а, б), через 9 (в) и 12 (г)месяцев после клепки71Никакогодополнительногодавленияпринанесенииклеевнеприкладывалось, что позволило приблизить технологию изготовления опытныхобразцов к реальным производственным условиям.В результате проведенных исследований установлено, что ржавчина необразуетсядажечерез 12месяцев после изготовленияклееклепанногосоединения.
Однако, на полученных фото хорошо заметны первые признакидеструкции клеевого материала (см. рис. 3.2, в), в виде небольших отслоений клеяот поверхности заклепки. Такой тип повреждения, вероятно, связан с низкойадгезионной прочностью. В результате неплотного прилегания клея с течениемвремени возможно образование ржавчины. Таким образом, необходимыдополнительные исследования, которые позволили бы обосновать рациональныйвыбор клеевого материала для изготовления клееклепанных соединений.3.2. Обоснование выбора клея для клееклепанной технологии сборкиавтомобильных кузовов в условиях авторемонтного производстваПроведенныйанализлитературыпоказал,чтотрадиционнодляклееклепанной технологии использовались термореактивные клеи на основеэпоксидных смол и отвердителей, которые обеспечивали клею низкую вязкостьприкомнатнойтемпературеибыстроеотверждениеприповышенныхтемпературах [15, 23, 64, 71].
Однако, при такой технологии сборки полностьюисключалась последующая разборка соединения, поскольку для этого требовалсядлительный нагрев до температуры более 250С в течение нескольких часов изначительные механические усилия.Замена эпоксидных клеев на менее прочные, но более технологичные клеирасплавыпозволяетсоединения.Однакорешитьзадачунеобходиморемонтопригодностипровестиклееклепанногосравнительнуюоценкуэксплуатационных характеристик клеев, которые традиционно применяются вклееклепанных соединениях и новых материалов, предлагаемых в настоящейработе.72В качестве образцов для проведения испытаний были использованы тримарки отечественных клеев-расплавов Летек, Теплак-2П, MC-1, которые ранеепри изготовлении клееклепанных соединений никогда не использовались.
Вкачестве аналога были также использованы две марки отечественных эпоксидныхклеев, которые традиционно применяют при создании клеемеханическихсоединений в авиационной промышленности марок ВК-9 и К-300. Величинакогезионнойпрочностиклеевоцениваласьповеличинеразрушающегонапряжения при растяжении, а величина адгезионной прочности – определяласьпутем испытаний клеевых соединений из стали 30ХГСА на сдвиг. Испытания нарастяжение и сдвиг проводили при комнатной температуре.
Деформационныехарактеристики клеев оценивались по величине относительного удлинения,которое определяли на лопатках, толщиной 2 мм, а также по величине ударнойпрочности, которое оценивали при испытаниях на копре.Как следует из полученных данных, по своей когезионной и адгезионнойпрочности клеи-расплавы в несколько раз уступают эпоксидным клеям, однако посвоим деформационным характеристикам они существенно их превосходят (табл.3.1).В качестве аналога в работе также были использованы два импортных клеямарок Betamate-2096 и Justant-PAK. Клей марки Betamate-2096 относится к группетермореактивных клеев на основе эпоксидного олигомера, широко используетсяпри ремонте автомобильных кузовов и по своим свойствам близок к клею ВК-9.Клей марки Justant-PAK относится к классу клеев-расплавов и широкоиспользуется при производстве бытовой техники, однако его химический составсоставляет коммерческую тайну изготовителя и он использован только длясравнительного анализа свойств отечественных и импортных материалов.Когезионная прочность клея Justant-PAK составила 65МПа, что в несколько разпревышает прочность используемых отечественных клеев-расплавов.Для такого показателя, как предел прочности при сдвиге была проведенастатистическая обработка полученных результатов.
Выбор именно этогопоказателя был связан с относительной простотой изготовления образцов и73близкими условиями работы клееклепанных соединений при эксплуатацииавтомобилей.Таблица 3.1 – Свойства отечественных клеевСвойстваЛетекМС-1ТеплакВК-9К-300-2ПКоличество111231101801402020-60…+125-60…+300компонентовТемператураплавления, СТемператураотверждения, СДиапазон рабочих-40…+95температур, СПредел прочностипри112591151483,24,242,51511444860<1<1растяжении,МПаПредел прочностипри сдвиге, МПапри 20СОтносительноеудлинение, %Для склеивания использовались стандартные металлические пластины изстали 0,8кп, которые склеивали в стандартном приспособлении [76], площадьклеевого шва составляла 3 см2. Статистическая обработка проводилась только для2-х марок клеев Теплакс-2П и МС-1 (выбор именно этих материалов дляпроведениястатистическойобработкиобъясняетсяиххорошейтехнологичностью).
Для каждого типа клея было изготовлено по 25 образцов и74далее определены значения предела прочности i, среднеквадратическихотклонений (табл. 3.2).Таблица 3.2 − Прочность клеевых соединений на стали 0,8кп при сдвиге№образцаКлей Теплак-2Пi, МПасрКлей МС-1i, МПаS12,23,522,63,231,43,141,6543,863,84,772,55,181,7592,34,4102,34,9113,64,7122,64,4131,84,6142,94,2152,74,1162,503,6171,84,6181,74,4192,54,2202,94213,54,5222,93,9232,24,4242,14,1252,74,22,5120,4574,5ср4,24S0,25775Величину среднеквадратического отклонения определяли по уравнению[85] 25S ср 2i125(3.1)Данные табл.3.2 использованы в качестве рабочей таблицы для получениявариационного ряда, который представлял собой все значения предела прочности(для каждого клея), расположенные в порядке возрастания.
Для клея Теплак-2Пимеем следующий вариационный ряд: 1,4; 1,6; 1,7; 1,7; 1,8; 1,8; 2,1; 2,2; 2,2; 2,3;2,3; 2,5; 2,5; 2,5; 2,6; 2,6; 2,7; 2,7; 2,9; 2,9; 2,9; 3,5; 3,6; 3,8; 4. Аналогичнымобразом находим вариационный ряд для клея МС-1.Дляудобствапостроениягистограммсгруппируемполученныйвариационный ряд по значениям. Для этого данные табл. 3.2 были разбиты на 6интервалов (для клея МС-1) и на 7 интервалов (для клея Теплак-2П). Выборинтервалов определялся диапазоном значений таким образом, то бы всеинтервалы были равны между собой. Можно использовать более мелкуюразбивку, в этом случае количество интервалов увеличится и будут построеныгистограммы с более мелкими ступенями.Для каждого интервала определена частота, которая равнялась числузначений, попавших в этот интервал (табл.
3.3 и 3.4).По полученному вариационному ряду строим гистограммы распределения(рис. 3.3). По оси абсцисс откладываем значения прочности, для клея маркиТеплак-2П начиная с 1,4 до 4,0 МПа, а по оси ординат проставляем масштабчастот (рис. 3.3, а). Для клея МС-1 также находим вариационный ряд и по осиабсцисс откладываем значения прочности, начиная с 3,1 и заканчивая 5,1 МПа(рис. 3.3, б). Полагаем, что внутри каждого интервала частоты распределеныравномерно и поэтому между собой соединяем интервалы прямыми линиями.Вместо гистограмм можно построить полигон распределения, которыйтакже позволяет получить наглядное отображение вариационного ряда.76Таблица 3.3 − Обработка результатов табл.
3.2 для клея Теплак-2ПКол-воЗначения пределов прочности дляЧастотаинтерваловкаждого интервала11,4 – 1,6221,7 – 2,0432,1 – 2,4542,5 – 2,8852,9 – 3,2363,3 – 3,6273,7 – 4,01Таблица 3.4 − Обработка результатов табл. 3.2 для клея МС-1Кол-воЗначения пределов прочности дляЧастотаинтерваловкаждого интервала13,1 – 3,4223,5 – 3,8333,9 – 4,2744,3 – 4,6854,7 – 5,0365,1 – 5,42Из полученных результатов следует, что разброс данных не велик,поскольку величины среднеквадратического отклонения для клея Теплак-2П иМС-1 составили 18 и 6% соответственно от средней прочности.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
