Диссертация (1173120), страница 13

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 13)

Первоначально, оценивалась способность клея-расплава в жидкомсостоянии самопроизвольно растекаться по поверхности металла. С этой цельюклейпервоначальнорасплавлялиизатем,спомощьюстандартноготермопистолета, его наносили на поверхность металлического образца. Далее дваобразца вручную соединялись между собой и непосредственно после контактасразу же разъединялись. В процессе нанесения оценивалась сплошность клеевогоматериала, а в процессе разъединения пластин – оценивалась конфикционнаялипкость клея, которая характеризует способность клея удерживаться наметаллической поверхности непосредственно в жидком виде, т.е. до егозастывания.

Этот метод является условным, но поскольку стандартных методовоценки сплошности и конфикционной липкости клеев-расплавов не существует,то его использование позволило сделать по этим критериям качественную оценкувсех используемых материалов.В результате проведенных исследований было установлено, что клей маркиТеплакс-2П существенно хуже, чем клеи марок Justant-PAK, Летек и МС-1смачивает поверхность и имеет худшие конфикционные свойства. По этойпричине, при проведении структурных исследований количество образцовклееклепанных соединений, изготовленных на клее Теплакс-2П было увеличено вдва раза и для этого материала дополнительно исследовалось влияниетемпературы расплава на качество растекания.

Образцы, приведенные на рис. 3.7(а, б) изготавливали при нагреве клея до 120С, образцы, приведенные на рис. 3.7(в, г) изготавливались при нагреве клея до температур 110С, а образцы на рис.3.7 (д, е) при температуре 100С. Повышение температуры выше 120С не87проводилось, поскольку при 130С начиналась термическая деструкция клея, чтосразу же приводило к изменению его цвета.Структураповерхностейзаклепок,всоединенияхсобранныхпоклееклепанной технологии с использованием клеев-расплавов марок Теплакс-2П,Justant-PAK, МС-1 и Летек показана на рис. 3.7 и 3.8. На клее марки Теплакс-2Пбыло изготовлено 6 образцов, на клеях марок МС-1, Justant-PAK и Летек по 3образца.Анализ полученных структур позволяет сделать следующие выводы:1) Клей-расплав марки Теплакс-2П плохо смачивает поверхность металла,поскольку не растекается полностью и образует на поверхности различные узоры(см. рис.

3.7), тогда как клеи-расплавы марок Justant-PAK, МС-1 и Летекполностью смачивают поверхность металла, растекаясь по ней сплошным слоем(см. рис. 3.8).2) Повышение температуры не приводит к улучшению смачивания данногоклея, поскольку даже при повышении температуры выше температуры текучестина 20С он все равно не растекается по металлической поверхности сплошнымслоем.

В то же время, при повышении температуры снижается (см. рис. 3.7)толщина клеевого слоя, что приводит к появлению существенно более мелкогоузора.3) Для всех исследованных клеев-расплавов между заклепкой и клеемимеется полный контакт, что приводит к образованию сплошного клеевого поясавокруг заклепки, что наблюдается даже для плохо-смачивающего клея (см.

рис.3.7, в). Наиболее ровный и широкий пояс получен при использовании клея маркиМС-1(см. рис. 3.8 д, е).4) При застывании клея-расплава Теплакс-2П (см. рис. 3.7) не происходитобразования пор, тогда как при застывании клея Justant-PAK (см. рис. 3.8, а, б) иЛетек (см. рис. 3.8, в, г) видны многочисленные поры.5) При застывании клея-расплава марки МС-1 (см. рис. 3.8, д, е) порытакже не образуются, однако клеевой материал застывает на поверхностизаклепки неровным слоем.88а)б)в)г)д)е)Рисунок 3.7 – Фото поверхности клееклепанного соединения на клее-расплавемарки Теплакс-2П, расплавленного до температуры: 120С (а, б); 110С (в, г);100С (д, е)89а)б)в)г)д)е)Рисунок 3.8 – Фото различных участков поверхности клееклепанногосоединения на клеях-расплавах марок Justant-PAK (а, б), Летек (в, г) и МС-1 (д, е)90Таким образом, по результатам структурных исследований установлено, чтонаименее дефектную структуру имеют клеи марок Теплакс-2П и МС-1.3.4.

Исследование ремонтопригодности клееклепанных соединений приремонте автомобильных кузововДля клееклепанного соединения под термином ремонтопригодностьпонимают возможность быстрого демонтажа и повторной сборки соединения (сзаменой поврежденных элементов). Несмотря на то, что характеристикаремонтопригодности является одной из основополагающих и входит в понятиенадежности, тем не менее, отсутствуют экспериментальные методы ееопределения.В настоящей работе ремонтопригодность соединений изготовленных сиспользованием клеев-расплавов оценивалась по времени полного удаления клеяс поверхности металлического образца после высверливания заклепки. Удалениеостатков клея проводили при комнатной температуре и после нагрева образцов втермошкафу до температуры +100С.

Для удаления использовали металлическийскребок. Все испытания по удалению клея проводились на стандартных образцахна сдвиг. Полученные результаты приведены в табл. 3.9. Фото поверхностейобразцов, после удаления с них остатков клея приведены на рис. 3.9.В результате проведенных исследований установлено, что эпоксидные клеи,даже после их предварительного прогрева не удаляются вручную с металлическойповерхности, в отличие от всех испытанных клеев-расплавов.

Демонтажклееклепанных соединений с эпоксидным клеем осложняется тем, что из-завысокой прочности клея и отсутствия термопластичности, требуется применениедополнительнойсиловойнагрузкиииспользованиедополнительныхинструментов. Из-за этого значительно повышается трудоемкость работы подемонтажу. Так же в процессе демонтажа есть вероятность повредитьповерхность пригодного для повторного соединения шва. После удалениятермопластичного клея на Justant-PAK (рис. 3.9 а, б) и Летек (рис. 3.9 в, г) на91поверхности образцов зафиксированы очаги коррозии, что свидетельствует оневозможности использования данных материалов при ремонте автомобильныхкузовов.

После удаления клеевых материалов марок МС-1 (рис. 3.9 д, е) иТеплакс-2П (рис. 3.9 ж, з) наблюдается чистая поверхность.Таблица 3.9 – Время полного удаления клеевого материалаМарки клеевВремя полного удаления клея, минпри температуре нагрева металлического образца С20100Летек70,8Теплак-2П50,5МС-130,5ВК-9нетнетК-300нетнетBetamate-2096нетнетJustant-PAK8,51,5Основным преимуществом использования клеев-расплавов при созданииклееклепанных соединений в условиях авторемонтного производства являетсяпростота демонтажа соединения, а также повышение прочностных и жесткостныххарактеристик конструкций, работающих в условиях статических, динамическихи вибрационных нагрузок. Это объясняется тем, что при эксплуатационнойнагрузке,например,статическомтрехточечномизгибе,деформированиеконструкции не сопровождается поворотом силовых точек относительно другдруга.

Демонтаж соединения, полученного с использованием клеев-расплавов,обеспечивается за счет того, что при нагревании термопластичные клеи-расплавыпереходят в жидкое состояние и теряют липкость.92а)б)в)г)д)е)ж)з)Рисунок 3.9 – Фото различных участков поверхности клееклепанного соединенияпосле демонтажа и удаления термопластичного клея-расплава: Justant-PAK (а, б),Летек (в, г), МС-1 (д, е) и Теплакс-2П (ж, з)93Последовательность действий по демонтажу клееклепанных соединений склеями-расплавами выглядит следующим образом: для начала шов зачищается отгрязиилакокрасочногопокрытия,еслитаковоеимеется;заклепкивысверливаются; проводится нагрев шва с использованием строительного фена дотемпературы плавления клея-расплава (от 100 до 200°С); при нагреве клей изтвердого состояния переходит в вязкотекучее, и склеенные поверхностиразъединяются без приложения нагрузки.

Остатки расплавленного при нагревеклея удаляются с поверхностей деталей ветошью. В результате получаетсяаккуратная и чистая поверхность, пригодная для повторного склеивания и клепки.Также при создании клееклепанных соединений с использованиемэпоксидных клеев необходимо следить за микроклиматическими параметрамирабочей зоны. При высокой влажности процесс полимеризации клея замедляетсяи может не произойти до конца [5]. В то время как клеи-расплавы являются нечувствительными к влажности воздуха [10].Таким образом, можно сделать вывод, что наиболее технологичными присоздании клееклепанных соединений являются термопластичные клеи-расплавы.Технологичностьиспользуемыхклеевоцениваласьповремени,затраченному на проведение каждой технологической операции. Для удобствасравнения, из всех используемых клеев-расплавов был выбран только один, этоклей марки МС-1 (получивший наилучшие результаты при проведениииспытаний) и один эпоксидный клей марки ВК-9. В процессе работы с этимиклеями проводили постоянный хронометраж времени, затрачиваемого навыполнение каждой технологической операции.

В качестве образцов, дляпроведения испытаний, использовались образцы клееклепанных соединений насрез (см. рис. 3.4). Полученные результаты приведены в табл. 3.10.Как видно из полученных данных, на нанесение клея-расплава и наудаление его излишков тратится больше времени, чем если использоватьэпоксидный клей. Это связано с тем, что эпоксидный клей в исходном состояниипредставляет собой жидкость и поэтому его излишки легко удаляются споверхности собранного соединения с помощью ветоши. При применении клеев-94расплавов, для удаления излишков, требуется либо применить усилие, либопровести повторный нагрев. В то же время, эпоксидный клей необходимо каждыйраз (непосредственно перед использованием) готовить, что требует временныхзатрат, а также требуется время на уборку рабочего места после проведениясклеивания. Самые большие временные затраты требуются на операциюотверждения, которая для эпоксидных клеев может достигать 24 час, тогда какдля клеев-расплавов на операцию затвердевания затрачивается не более 10 мин.Таблица 3.10 – Время, затраченное на выполнение технологических операций сиспользованием различных типов клеевых материалов№Наименование технологическойоперацииоперации1Время, минМС-1Подготовка поверхности под1,5склеивание2Приготовление клея3Нанесение клея4Установка заклепок в отверстие5Стяжка склепываемых деталей иВК-90101,50,50,21,2образование замыкающей головки6Снятие излишков клея1,50,57Отверждение клея1014408Уборка рабочего места110На каждой технологической операции также определялась возможность ееповторного проведения, связанного с ошибкой исполнителя.

При использованииэпоксидных клеев нельзя повторно провести операцию отверждения, для всехостальных технологических операций возможность повторного выполненияоперации допустима. При использовании клеев-расплавов таких ограничений нет95и если необходимо, то любая технологическая операция может быть повторновыполнена.3.5.Выводы по 3 главе1. Установлено, что наличие клеевого слоя в клепанном соединениипозволяет исключить появления следов коррозии в соединяемых элементах впроцессе эксплуатации, но этот эффект достигается только при полномсоблюдении всех технологических режимов нанесения клея.2.

Характеристики

Список файлов диссертации