Склеивание

Соеднения склеиванием

Достоинства и недостатки

Клеевое соединение - неразъемное соединение деталейс помощью клея, наносимого на соединение поверхности.

Склеивание применяется для закрепления элементов на платах, шасси и лицевых панелях, для соединения различных прокладок и уплотнительных колец с металличекими деталями; вообще склеивают материалы и их сплавы, натуральные, синтетические и слоистые материалы, стекло, керамику, спкаемые материалы.

Замена сварки, пайки, заклепочных соединений склеиванием уменьшает массу конструкции, позволяет соединить почти любые материалы, упрощает процесс сборки. По сравнению с другими способами соединения достоинство клеевого соединения состоит в равномерности распределения механических напряжений по шву. Обычно в зоне соединения при склеивании не возникает коррозия, в большинстве случаев эти соединения непроницаемы для паров, жидкостей, герметичны, вакуумплотны, поглощает вибрации (снижают шум). В этом состоят основные преимущества клеевого соединения.

Клеевые соединения не выдерживают длительное время большие нагрузки, при повышенных температурах, особенно во влажной атмосфере или при низких температурах снижается прочность кллевого соединения. В этом состоят основные недостатки таких соединений.

Физико-химические основы склеивания

В основе процессов склеивания материалов находятся явления когезии и адгезии. Когезия - это сцепление частиц одного и того же материала, адгезия - это сцепление частиц раздичных материалов; причиной когезии и адгезии явдяются силы межмолекулярного взаимодействия. Кроме того в процессе склеивания возникает сложные физико-химические явления, адсорбция, электростатические силы, диффузия (у высокомолекулярных полимеров).

Незначительное влияние на клеящую способность оказывает механическое сцепление клеящего вещества (механическая адгезия).

Для качественного соединения необходима соответствующая подготовка склеивающих поверхностей и достаточное смачивание клеящим веществом.

Клеящими веществами являются высокополимерные синтетические смолы или реактивные смеси различных химических структур. Для металлов применяют растворы смол: эпоксидной, фенольной, полиэфирной, полиуретановой и силиконовой, а для пластмасс растворы смол, кроме перечисленных, поливиниловых соединений, полиамидов, полиакрилатов, производных каучука и аминопластов. Отверждение клеящего вещества осуществляется или посредством химической реакции или посредством испарения и диффузии.

Вид клеевого соединения ыбирается так, чтобы возникали в нем в основном сдвигающие нагрузки, а остальные виды нагрузок были минимальными (рис.1).

Рис.1. Виды нагрузок на клеевые соединения:

а) растяжение

б) сдвиг

в) скадывание

При всех видах соединений клеевой шов должен воспринимать всю нагоузку и поэтому должен иметь возможно большую поверхность, однако длина соединения должна быть ограничена некоторой величиной. Изгибание, как и скалывающие нагрузки привождят к надрыву соединениня у концов перекрытия. С увеличением толщины щва увеличивается изгибающий момент, поэтому толщина пленки клеящего вещества должна быть равномернойи не превышать 0,2 мм.

Прочность соединения определяется свойствами отвержденного клея в клеевом соединении, прочностью склеиваемого материала и видам соединения.

Вид клеевого соединения определяется конфигурацией детали и нагрузкой. Прочным клеевым соединением является одинарная нахлестка, двойная нахлестка, нахлестка с подсечкой, соединение с скошенными кромками, полушиповое, с двойной накладкой, со скошенными накладками и др. (Рис.2.). Кроме того клеевые соединения часто применяют в комбинации с другими типами соединений ( сварными, клепанными, резьбовыми) для придания соединениям дополнительных свойств - герметичности, прочности, вибростойкости.

К клеям предъявляют следующие требования: нейтральность к склеиваемым материалам, стойкость к воде, к воздействию различных сред, к нагреванию, охлаждению, резким перепадам температур; грибостойкость; высокие адгезионные и когезионные свойства; простота наненсения на поверхность; хорошее заполнение зазоров между соединяемыми поверхностями; продолжительная жизнеспособность приготовленного клея; возможность склеивания при комнатной и повышенных температурах и низком давлении.

При выборе клея необхидимо учитывать физико-химические и технические свойства, а также условия эксплуатации изделия.

Краткая зарактеристика клеев: предел прочности при сдвиге при температуре 20 о С - 60...320 кгс/см2 , соединяют в зависимости от марки клея различные металлы с металлами и неметаллами, неметаллы с неметаллами, стойкость к воздействию внешних сред (бензина, керосина, масла, температуры, холода и др.), интервал рабочих температур (-60...250 о С), виброустойчивость и др. Лучшими клеями для склеивания полимера является раствор или расплав этого полимера.

Для достижения электропроводностипри сохранении прочности и применяют токопроводящие клеи (контаколы)- смеси токопроводящего материала (металлического порошка или пудры и т.п.) со связующей смолой. Такие клеи склеивают различные электро- и радио детали, их применяют для изготовления печатных схем. Для склеивания серебряных, медных, платиновых, палладиевых поверхностей, покрытых припоем ПОС61 применяют клей контакол К-4.

Технологический процесс склеивания состоит из следующих