Диссертация (1173120), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Это требование может быть обеспечено,например, при использовании клеев на основе каучуков, предназначенных длясклеивания между собой резин, однако оно не может быть выполнено, еслитребуется соединять между собой металлы.Аналогичных примеров можно привести множество, например, в работеА.В. Игнатова [56] автор пишет, что «при выборе клея за критерий оценкипринято брать модуль упругости клея и коэффициент термического расширения».Это утверждение требует пояснений, поскольку не ясно, каким должен бытьмодуль упругости клея (большим или, наоборот, малым).Самыми общими требованиями к клею являются:- требуемые деформационно-прочностные свойства, теплостойкость идлительная стойкость к рабочим средам, поскольку именно от них будет зависетьдолговечность эксплуатации клеевого соединения;- требуемые технологические свойства, к которым в первую очередьотносятся температура и время отверждения, давление, вязкость (если клей висходном состоянии представляет собой жидкость);- совместимость клея и склеиваемых материалов.В работах [7-9, 19], перечисляя основные требования к клеевому материалу,предназначенному для получения клееклепанных соединений авторы указываютна то, что клей не должен образовывать с металлом гальваническую пару,поскольку в противном случае возможно образование коррозии.
При созданииклееклепанных соединений клей является практически единственным средствомзащиты внутренней поверхности сопрягаемых деталей от коррозии и делаетсоединение герметичным.Однако конкретных требований к клею, в которых бы указывались значенияего адгезионной и когезионной прочности, величины относительного удлинения,22теплостойкости и т.д., применительно к клееклепанным соединениям втехнической литературе найти не удалось.Для создания клееклепанных соединений, по мнению авторов работ [11, 17,72, 94, 106] могут использоваться различные клеевые материалы:- эпоксидные клеи горячего и холодного отверждения (ВК-39, ВК-40,ГИПК-13-12, ГИПК-133, ГИПК-134, Д-9Г, К-10, ВК-9, ВК-37, ВТ-10, ВТ-200,ГИПК-139, К-300, К-300-61, К-400, К-600, К-800, КДС-19, КДС-23 и др.);- пленочные клеи (ВК-24, ВК-36, ВК-46, ВК-51, ВК-51А);- фенолоформальдегидные клеи (ВК-13, ВК-25, ВК-25А и др.);- анаэробные пропитывающие клеи (Анатерм-1у, Анатерм-1, Анатерм-4,Анагерм-100, Анагерм-101, Анагерм-102, ПК-80 и другие анаэробные клеящиеили уплотнительные материалы).Представленный выше перечень клеев вызывает много вопросов, например,какова технология применения пленочных клеев, ведь в них потребуется делатьотверстия для установки заклепок и как при этом зафиксировать пленочный клейна поверхности металла.Клей ПК-80 вообще не предназначен для склеивания и рекомендован егопроизводителями [108] только для герметизации поверхностных дефектов.
Стольже малую вязкость имеют и фенолоформальдегидные клеи.Возможно, для каких-то очень узких областей применения выше названныйперечень клеев, действительно, может быть использован, однако широкоераспространение получили только клеи на основе эпоксидных олигомеров, впервую очередь клеи марок ВК-27, ВК-37, ЦКМ и К-300-61, что связано с ихвысокой прочностью и технологичностью. В промышленном производствеиспользуются клеи марок ВК-27 и ВК-37, при ремонте К-300-61.В работе [94], наряду с эпоксидными клеями, также упоминаютсяфенольные, однако при выполнении данной работы не удалось найти ни одногопримера изделий, где бы фенольные клеи использовались при создании какихлибо клеемеханических соединений.23Чаще всего, при выборе клея для клееклепанного соединения авторыограничиваются только его механическими свойствами.
В то же время, вязкостьэпоксидных, фенольных и акриловых клеев изменяется в очень широкомдиапазоне. Низковязкие клеи будут вытекать из заклепочного соединения и темсамым не только не будут увеличивать прочность клееклепанного соединения, нои существенным образом будут его загрязнять.В настоящее время все большее распространение получают клеи-расплавы,которые представляет собой не содержащую растворителей специальнуюплавкую композицию на основе термопластичного полимера, обладающую врасплавленном состоянии хорошими клеящими свойствами (табл. 1.1).Таблица 1.1 – Химический состав клеев-расплавовКомпонентВысокомолекулярныйполимерСодержание20-50%НазначениеОснова клея.
Обеспечивает вязкостьрасплава и когезионную прочностьклея в твердом состоянииСмола(синтетическая или25-60%природная)СинтетическийполимерДля повышения липкости и текучестии улучшения смачивающейспособности10-35%Повышает липкость, эластичностьпри нанесении и прочность клеевогосоединенияАнтиоксидантМенее 1%Обеспечивает термическуюустойчивостьПри комнатной температуре клей-расплав представляет собой твердоевещество. При нагревании компоненты клея-расплава переходят из твердогосостояния в жидкое состояние. Жидкая клейкая масса заполняет все поры иработает с различными материалами, так как при комнатной температуре снова24твердеет.
Клеевая масса в жидком состоянии обладает хорошей адгезией. Приостывании тонкий слой клея быстро переходит в твердое состояние. При этомполучается прочный клеевой шов. Температура склеивания, в зависимости отмарки клея, может находиться в пределах 100 - 200ºС [8, 43].Свойства и области применения клеев-расплавов подробно рассмотрены вработах Бауровой Н.И., Гузевой Т.А., Малышевой Г.В., Комкова М.А., ПетровойА.П., Хайрулина И.К. и др. [17, 43, 62, 71, 94], однако эти клеи ранее оченьограниченно использовались для склеивания между собой различных металлов исплавов и наибольшее применение они нашли в строительстве, мебельной иобувной промышленности. Для склеивания металлов наибольшее применениеполучили клеи на основе высокомолекулярных полиамидов, что связано с ихвысокой прочностью, которая практически не уступает эпоксидным материалам.Однако, из-за высокого водопоглощения, эти клеи также не нашли широкогоприменения в качестве конструкционных материалов.Присозданииклееклепанныхсоединенийклеи-расплавыранеенеиспользовались, хотя авторы многих работ указывали на их исключительновысокую технологичность, что связано с тем, что эти материалы в отличие отлюбых термореактивных клеев не отверждаются, а затвердевают.
Таким образом,исключается самая длительная технологическая операция.Присозданииклееклепанныхсоединенийособыетребованияпредъявляются к заклепкам. Заклепка имеет на концах две головки, одну изкоторых называют закладной и выполняют на заготовке заранее (т.е. до процессаклепки), вторую головку, называемую замыкающей, формируют непосредственнов процессе клепки. Заклепочное соединение собирают путем установки заклепок впредварительно подготовленные отверстия и последующей осадкой (клепкой)специальным инструментом замыкающей головки. Пробивка отверстий можетвыполняться и самой заклепкой.
В процессе клепки производят стяжку пакета и,за счет упругопластического поперечного деформирования материала заклепки,происходит заполнение начального зазора между стержнем и стенками отверстия,25приводящее к образованию натяга. От натяга зависит не только прочностьзаклепочного соединения, но его герметичность [7].При изготовлении клееклепанных соединений используют различныеконструкции заклепок (рис.
1.2) и соответственно получают различные видызаклепочных соединений. Форма используемых заклепок на выбор клеясущественного влияния не оказывает. На рис. 1.2 представлены некоторые видызаклепок, используемых при процессах клееклепки, на самом же делеразнообразие заклепок очень велико.При прямой клепке (рис. 1.3 (а)) закладную головку заводят в углублениеподдержки и замыкающая головка образуется обжимкой, при обратной клепке(рис. 1.3 (б)) удары наносятся по закладной головке, а замыкающая головкаобразуется от соприкосновения с поддержкой.а)б)в)г)Рисунок 1.2 – Виды заклепок: а – полукруглая, б – потайная, в – полупотайная, г –плоскаяа)б)Рисунок 1.3 – Схемы двухсторонней клепки: а – прямая, б – обратная26Заклепки при производстве и ремонте автомобильных кузовов применяютсяв основном слепые (их также называют вытяжными) или самопробивные(прессовые) (рис.
1.4).Самопробивныезаклепкивразличныхотрасляхпромышленностиприменяются примерно с 1960-х годов [38]. Заклепка представляет собойтрубчатый дизайн с частично полым валом. Такая конструкция позволяетзаклепке пробраться через слои соединяемого пакета без предварительногосверления или пробивки отверстий. Применение данных заклепок представляетсобой процесс соединения двух или более листов в один пакет, за счет движениязаклепки под давлением через верхние листы к нижнему, деформируя его и невыходя из него.
После пробивки верхней панели пакета, заклепка радиальнорасширятся в нижней панели. Технология может соединять стопку алюминиевыхлистов до 12 мм или стопку стальных листов до 6мм.Такая технология позволяет соединять разнородные материалы, а такжематериалы, которые были окрашены, покрыты чем-либо или лакированы.Самопробивные заклепки можно использовать в соединениях, которые включаютгерметики, клеи или изоляцию. Также такая технология позволяет соединитьпакеты из высокопрочной стали, оцинкованной стали, алюминия, пластмассы,такие материалы как нейлон и полипропилен, а также композитов. Такоеразнообразие соединяемых материалов позволяет данному виду заклепок бытьвостребованным при производстве автомобильных кузовов.Благодаря тому, что процесс клепки не требует перфорирования илипредварительного сверления отверстий, монтажники могут сэкономить общеепроизводственное время по сравнению с другими типами заклепок и другихкрепежных деталей.
Отсутствие сквозного отверстия так же позволяет обеспечитьболее герметичное соединение.Самопробивные (рис. 1.4, а) заклепки, как правило, сделаны извысококачественных сортов стальной проволоки, которая была выкована,закалена и подвержена отпуску для обеспечения оптимальных рабочих свойств.Они также могут быть изготовлены из аустенитной или мартенситной27нержавеющей стали, меди или алюминия для соединения мягких сортовалюминиевого материала.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
