Применение клеев и герметиков

В автомобилестроении накоплен большой опыт применения клеев и герметиков в крупносерийном производстве, что связано с очень многими преимуществами клеевых соединений перед механическими. В ряде случаев склеивание является единственно возможным способом соединения (например, разнородных материалов). При изготовлении автомобиля на различных стадиях его производства используется более 5 кг клеев и герметиков. Для различных целей в автомобилестроении используются эпоксидные, фенольные, полиуретановые, поливинилхлоридные, акрилатные, каучуковые и другие клеи, а также силиконовые и полиуретановые вулканизующиеся герметики, полиизобутиленовые замазки и другие герметизирующие материалы.

Так, для приклеивания накладок к тормозным колодкам используют фенолформальдегидные клеи, при производстве фильтр- элементов очистки топлива, масла и воздуха применяют поливинилхлоридные пластизольные и полиуретановые клеи, приклеивание обивочных, облицовочных тепло-, шумоизоляционных материалов осуществляют с помощью каучуковых клеев.

Для герметизации двигателей и уплотнения неподвижных фланцевых соединений взамен твердых резиновых и паронитовых прокладок используют силиконовые герметики, или так называемые «жидкие» прокладки. Особенно удобно использование одноупаковочных вулканизующихся герметиков при ремонте двигателей, поскольку они позволяют даже в полевых условиях обеспечить герметичность двигателя и других агрегатов автомобиля и сельхозмашин в отсутствие твердых прокладок соответствующих типоразмеров.

Силиконовые герметики используются при сборке блокфар автомобиля, изготовлении электрооборудования.

Анаэробные клеи на акрилатной основе, отверждающиеся в узком зазоре без доступа воздуха, широко применяются для герметизации и фиксации резьбовых, цилиндрических и плоских соединений в двигателе, коробке передач, других агрегатах и системах автомобиля. Поскольку эти материалы выпускаются с разной вязкостью и прочностью, то с их помощью можно создавать разъемные и неразъемные соединения с различной величиной зазора, работающие в контакте с агрессивными жидкостями, в том числе с топливом, антифризом, тормозной жидкостью и др.

Одноупаковочные клеи горячего отверждения на основе эпоксидной смолы используются при зафланцовке дверей, капота и крышки багажника. Интересные результаты дает использование клеев при точечной сварке кузова. Сварка с помощью роботов осуществляется после нанесения одноупаковочного клея. Отверждение клея происходит во время сушки лакокрасочного покрытия кузова, когда он проходит через термокамеру с температурой 160 °С. Прочность получаемого клеесварного соединения в два раза выше прочности сварного, что позволяет убрать до 50 % сварных точек.

Клей в клеесварной конструкции воспринимает значительную часть напряжений комбинированного соединения, разгружая сварную точку и повышая ее работоспособность. Перераспределение напряжений в клеесварном соединении снижает их концентрацию в зоне сварной точки и повышает долговременную прочность соединения. Помимо более высокой выносливости, клеесварной кузов автомобиля имеет и более высокую жесткость при кручении, герметичность и коррозионную стойкость в зоне сварных швов.

Как видно из данных, приведенных на рис. 14.7, выносливость клеесварных соединений выше, чем сварных. С увеличением нагрузки разница между значениями этого показателя у клеесварных и сварных соединений растет.

Выносливость клеесварных (/) и сварных (2) соединений металлов

Рис. 14.7. Выносливость клеесварных (/) и сварных (2) соединений металлов

Большие преимущества по сравнению с традиционной технологией установки неподвижных стекол кузова автомобиля имеет технология их приклеивания к окрашенному металлу. На рис. 14.8 показана схема установки ветрового стекла автомобиля с помощью клея.

Приклеивание осуществляется с помощью полиуретановых одно- или двухупаковочных клеев-герметиков. Для повышения прочности клеевого соединения на стекло наносят промежуточный слой (праймер). Такая конструкция и технология установки стекол позволяют:

• придать дополнительную жесткость кузову за счет его силового соединения со стеклом, что дает возможность отказаться от дополнительных усиливающих элементов кузова;

Схема крепления стекла к кузову автомобиля с помощью клея

Рис. 14.8. Схема крепления стекла к кузову автомобиля с помощью клея:

I — стекло (триплекс); 2 — защитная декоративная накладка; 3 — элементы кузова; 4 — клей; 5 — праймер для стекла

  • • повысить безопасность пассажиров;
  • • улучшить аэродинамические показатели автомобиля;
  • • снизить уровень шума и вибрации;
  • • повысить герметичность соединения;
  • • исключить необходимость тщательной подгонки стекла к фланцу оконного проема кузова, так как пастообразный клей заполняет возможные неровности его поверхности.

Клеевая технология установки неподвижных стекол успешно применяется и при изготовлении автобусов, троллейбусов, трамваев, вагонов метро и других средств транспорта.

В авиационной промышленности клеи широко используются для сборки летательных аппаратов, их узлов и агрегатов. Для этого применяют термореактивные клеи на основе эпоксидных, кремнийорга- нических, полиэфирных, фенольных смол, а также каучуковые, полиуретановые и другие клеи. Широко используются и герметики — силиконовые, тиоколовые и полиуретановые.

Клеевые соединения обеспечивают необходимую прочность и герметичность конструкций, снижают уровень напряжений в соединяемых деталях, упрощают технологию сборки летательных аппаратов. Изготовление вертолетных лопастей трехслойной сотовой конструкции с помощью клеев увеличивает их прочность и ресурс работы. Для этого применяют термореактивные пленочные клеи, позволяющие повысить производительность труда при изготовлении лопастей.

Для изготовления двухслойных металлических панелей в авиастроении используют клеи-расплавы.

Для крепления обивочных и облицовочных материалов в салоне и кабине самолетов применяются каучуковые клеи.

Полисульфидные и силиконовые вулканизующиеся композиции используются для герметизации кабины и салона самолетов, а полисульфидные герметики применяются еще и для герметизации топливных отсеков.

Многообразно использование клев и герметиков в ракетно-космической технике. С помощью силиконовых герметиков приклеивают керамическую теплозащиту космических кораблей. Для установки жертвенной теплозащиты ракетных двигателей на твердом топливе, где температура в камере сгорания достигает 3000 °С, применяют эпоксидно-кремнийорганические клеи; для установки всевозможных датчиков — цианакрилатные клеи, герметизацию топливных баков осуществляют с помощью полисульфидных герметиков.

В строительстве и при производстве строительных материалов применяют липкие клеи для изготовления «самоклеющихся» пленок, обоев, декоративных отделочных элементов. Для приклеивания линолеума используют латексный поливинилацетатный клей и мастики. Герметизацию панельных стыков осуществляют полисульфидны- ми и силиконовыми герметиками. Для этих же целей применяют вспенивающийся полиуретановый герметик и неотверждающиеся замазки на основе полиизобутилена.

В строительстве используют термореактивные эпоксидные, фенольные, кремнийорганические клеи. Интересен опыт создания «клееного» моста с использованием эпоксидного клея, а также склеивание под водой. Такие технологии ускоряют процесс строительства и позволяют создавать конструкции, не уступающие по прочностным свойствам сооружениям из монолитного железобетона.

В мебельной промышленности используют поливинилхлоридные, поливинил ацетатные, фенолформальдегидные и другие клеи для соединения деревянных элементов между собой и с облицовочными материалами — пластиком, древесным шпоном, пленкой.

В радиоэлектронике и электротехнике применяют, главным образом, заливочные эпоксидные, кремнийорганические и полиуретановые компаунды, а также цианакрилатные клеи-герметики. Их использование позволяет упростить конструкцию и технологию изготовления радиоаппаратуры, повысить ее надежность, снизить массу и себестоимость. Силиконовые герметики обеспечивают надежную и длительную изоляцию электрических машин, работающих в широком диапазоне температур.

Использование эпоксидных компаундов для изоляции обмоток возбуждения электрических машин придает им высокую прочность, влаго- и теплостойкость.

В судостроении к клеевым и герметизирующим материалам предъявляют жесткие требования по пожарной безопасности, токсичности, влаго- и грибостойкости. Этим требованиям отвечают поли- сульфидные герметики, используемые для герметизации разъемов и стыков узлов и отсеков судна. Для стопорения и герметизации резьбовых соединений используются анаэробные клеи-герметики.

Традиционно использование клеев в легкой промышленности: для производства обуви применяют полиуретановые, каучуковые клеи, клеи-расплавы. Последние используются и при пошиве одежды. Не обходится без клеев и производство некоторых текстильных материалов: флокированных тканей, некоторых ковровых покрытий и др.

В станкостроении применяют эпоксидно-кремнийорганический клей, позволяющий упростить технологию изготовления режущего инструмента и обеспечить ему необходимые эксплуатационные свойства. Эпоксидные компаунды применяют для ремонта и восстановления изношенных поверхностей скольжения станин металлообрабатывающих станков.

В медицине нашли применение цианакрилатные клеи различного назначения: при проведении полостных операций, в травматологии и ортопедии, стоматологии и других областях они позволяют сократить сроки послеоперационного лечения, упрощают изготовление и установку протезов, обеспечивают пролонгированное действие лекарств. Цианакрилатные клеи используются для соединения мягких и костных тканей, при лечении стоматологических заболеваний. После выполнения своей соединительной функции они постепенно рассасываются в организме человека, уступая место вновь образующимся живым тканям.

Таким образом, важнейший класс неметаллических материалов на полимерной основе составляют конструкционные клеи и герметики, использование которых позволяет создавать надежные соединения практически любых материалов, обеспечивая равномерную прочность и герметичность конструкции, а также ее работоспособность в условиях воздействия агрессивных сред, высоких и низких температур, знакопеременных механических нагрузок и др.

Разработанные технологии соединения позволяют использовать клеи и герметики в ответственных узлах наиболее сложной современной техники в авиа- и ракетостроении, автомобилестроении, судостроении, строительстве и других областях народного хозяйства.

Контрольные вопросы

  • 1. Что такое адгезия и от чего она зависит?
  • 2. Каковы преимущества клеевых соединений перед механическими?
  • 3. По каким свойствам проводится классификация клеев?
  • 4. Какие вещества используются для создания синтетических клеев?
  • 5. Расскажите о технологии склеивания.
  • 6. Каковы способы отверждения клеевых материалов?
  • 7. Назовите основные виды полимерных клеев. Расскажите об их свойствах.
  • 8. Что такое анаэробные клеи? Каковы области их применения?
  • 9. Каковы особенности клеев-расплавов и липких клеев?
  • 10. Что такое герметики? Каковы их особенности и назначение?
  • 11. Расскажите о видах герметиков.
  • 12. Расскажите о свойствах силиконовых, полиуретановых и полисульфид- ных герметиков.
  • 13. Что такое заливочные компаунды, каковы области их применения?
  • 14. Расскажите об областях применения клеев и герметиков в машиностроении, авиастроении, строительстве, производстве строительных материалов, судостроении и других отраслях экономики.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >