СКЛЕИВАНИЕ

15.1. Суть склеивания. Клеи и клеевые соединения

Склеивание — операция по получению неразъемного соединения с помощью клеев. Клеевые соединения находят все большее распространение. Они обеспечивают высокую прочность, термостойкость, имеют малую массу, позволяют соединять тонкие детали. Склеивание во многих случаях заменяет клепку, пайку и сварку. Склеивают пластмассы, стекло, керамику, легкие сплавы, стали и чугуны.

К недостаткам клеевых соединений относятся низкая теплостойкость (при температуре выше 90 °С прочность клеев снижается), склонность к ползучести при длительных статических нагрузках, длительные сроки сушки, необходимость нагрева для получения стойких и герметичных соединений, низкая прочность на сдвиг.

Место соединения деталей с помощью клея называют клеевым швом. На рис. 15.1 показаны виды клеевых швов.

Технологический процесс клеевого соединения деталей состоит из следующих этапов:

  • 1) подготовка поверхностей к склеиванию — взаимная подгонка, очистка от пыли, масел) и придание необходимой шероховатости;
  • 2) нанесение клея кистью, шпателем, пульверизатором;
  • 3) выдержка после нанесения клея (для различных клеев время выдержки разное);
  • 4) сборка склеиваемых деталей;
  • 5) склеивание при определенных температуре и давлении (затвердевание клея);
  • 6) очистка шва от подтеков клея и контроль клеевого шва.

Подготовка поверхностей деталей к склеиванию выполняется путем их очистки механическим или химическим способом.

Клеи могут быть в жидком, пастообразном, пленочном виде.

Виды клеевых швов

Рис. 15.1. Виды клеевых швов: а — плоскостные (2 — нахлесточное соединение; 2 — врезное; 3 — стыковое); б — тавровые; в — цилиндрические

Эпоксидные клеи служат для склеивания как однородных, так и разнородных материалов. Они состоят из эпоксидной смолы (ЭД-5, ЭД-6, ЭД-40), полиэтиленполиамина (в соотношении 1:10) и наполнителя. В качестве наполнителя используют алюминиевую или бронзовую пудру, стальной или чугунный порошок, портландцемент марки 400, сажу, стекловолокно и т.д. Наполнители увеличивают вязкость клея и повышают прочность клеевого шва.

Тонкий слой эпоксидного клея наносят на подготовленные поверхности детали и слегка подсушивают. Поверхности совмещают и выдерживают детали под давлением (под прессом или винтовым зажимом) до полного затвердевания клея: клеи холодного затвердевания — 24 ч при температуре 20...30 °С, клеи горячего затвердевания при склеивании металлов — 2...3 ч при температуре 120... 160 °С, при склеивании металла с неметаллом — 70...120 °С.

Механическая прочность металлических деталей, склеенных эпоксидным клеем, не снижается при повышении их температуры до 100 °С.

Универсальные клеи БФ — спиртовые растворы фенолформальдегидной смолы и поливинилбутираля. Клей БФ-2 применяют для склеивания металлов, стекла, фарфора, бакелита, текстолита и других материалов. Он стоек к кислотам и щелочам, его механическая прочность сохраняется при нагревании до температуры 80 °С. Этот клей широко используется в ремонтном деле при заделке трещин в чугунных корпусах, а также при упрочнении неподвижных соединений. Клей БФ-4 стоек к щелочам и образует эластичный шов. Он широко используется для склеивания резины, кожи, металлов и пластмасс. Клеем БФ-6 (самый эластичный в этой группе) рекомендуется склеивать ткани, ремни между собой или с металлами. Клеи БФ-4 и БФ-6 имеют небольшую прочность по сравнению с другими клеями.

Склеивание клеем БФ ведется в два слоя. На заранее подготовленные поверхности деталей пульверизатором наносят слой клея, затем сушат его в течение 1 ч при температуре воздуха 20 °С и 20 мин при температуре 50...60 °С. После этого наносят второй слой клея; его сушат 1 ч при температуре 20 °С, 15 мин при температуре 50...60 °С и 50...60 мин при температуре

85...95 °С. Склеиваемые детали соединяют и сушат под давлением при температуре 150... 160 °С около 1 ч.

Карбинолъные клеи бывают в жидком или пастообразном состоянии. Жидкие карбинольные клеи состоят из смеси карбинола (100 весовых частей) и пероксида бензола (2,5 весовой части). Если к жидкому карбинольному клею добавить 250 весовых частей наполнителя (портландцемента марки 400), то образуется пастообразная масса — карбинольный клей-цемент. Эти клеи используются для соединения стали, чугуна, алюминия, фарфора, эбонита и пластмасс. Механическая прочность карбинольных клеев сохраняется при температуре до 60 °С.

Карбинольный клей-цемент готовят за 4 ч до применения. В ступе растирают пероксид бензола с наполнителем, добавляют карбинольный цемент, перемешивают, доливают оставшийся карбинольный сироп и снова перемешивают до получения однородной массы. Клей наносят стеклянной палочкой на предварительно подготовленные поверхности деталей, соединяют их, слегка притирая, и выдерживают под давлением при комнатной температуре не менее 48 ч.

Термостойкие клеи применяют для склеивания деталей из различных металлов, работающих при высоких температурах и больших вибрациях. Клей ВК-32-200 применяют для склеивания металлов и неметаллических материалов, работающих при температуре 250...300 °С. Его наносят в два слоя. После нанесения первого слоя выдерживают 15...20 мин при температуре 20 °С, после нанесения второго слоя — 15...20 мин при температуре 20 °С и 90 мин при температуре 65 °С. Этот клей стоек к бензину, минеральным маслам и воде.

К термостойким клеям относятся клеи на основе кремний- органических смол. Клей марки ИП-9 применяется для склеивания металлов и неметаллов. Он образует непрочные швы, но обеспечивает их термостойкость до температуры 300 °С, водостойкость и герметичность.

Широкое распространение получили пленочные клеи, которые накладываются на предварительно нанесенный подслой жидкого клея, а затем склеиваемые детали прижимаются роликовыми устройствами с системами подогрева.

В последнее время широко используются клеи семейства « Момент »: « Момент-1», « Супермомент », « Супермомент гель » и «Момент кристалл».

Универсальный клей «Момент-1» обеспечивает склеивание широчайшего спектра материалов: дерева, металла, войлока, резины, различных пластиков, стекла, керамики, фарфора. Он наносится однократно на каждую из склеиваемых поверхностей. Клей выпускается в тюбиках и является аналогом немецкого клея Pattex. Теплостойкость клея — до 130 °С.

Секундные клеи «Супермомент» и «Супермомент гель» — это клеи на основе этилцианакрилата. Их отличительная особенность — мгновенное склеивание. Клеи моментально склеивают практически все материалы, кроме полиэтилена, тефлона и полипропилена. Идеально подходят для склеивания стекла и хрусталя. Образуют очень жесткий стекловидный клеевой слой, поэтому не рекомендуется применение склеенных деталей под динамической нагрузкой изгиба, кручения, вибрации и при перепадах температур. Отличие клея «Супермомент гель» от «Супермомента» заключается в более густой консистенции, которая позволяет работать на вертикальных поверхностях и предоставляет возможность коррекции склеиваемых деталей в течение 5...7 с. Клей не растекается, не капает.

Клей «Момент кристалл» идеально подходит для склеивания прозрачных материалов, когда нужно добиться максимальной прозрачности шва. Он хорошо склеивает мягкий и жесткий поливинилхлорид, полистирол, оргстекло и другие пластики. Быстро и надежно, в различных сочетаниях склеивает дерево, металл, резину, ткань, поролон, бумагу, картон, фарфор, керамику, стекло. Клеевой шов устойчив к старению, воздействию температуры, воды, а также слабых растворов кислот и щелочей.

После склеивания производят контроль клеевых соединений путем внешнего осмотра через лупу, по образцу, с помощью ультразвуковой установки, клеевой шов испытывается на растяжение.

Основной дефект, который встречается при склеивании, — «непроклей» (участки, на которых не осуществилось соединение склеиванием). Причина такого дефекта — плохая подготовка поверхностей деталей к склеиванию и несоблюдение технологического режима склеивания. При работе с клеями, содержащими токсичные вещества, необходимо соблюдать меры безопасности (наличие в помещении вентиляции, пожаробезопасность и т.д.).

Вопросы и задания для самоконтроля

  • 1. Какова суть склеивания?
  • 2. Назовите преимущества и недостатки клеевых соединений.
  • 3. Какие группы клеев используют в машиностроении?
  • 4. Какова общая технология склеивания деталей?
  • 5. Назовите виды клеевых швов.
  • 6. Объясните особенности технологии склеивания эпоксидными, карбинольными, термостойкими и универсальными клеями БФ.
  • 7. От чего зависит выбор марки клея? Приведите примеры.
  • 8. Какие устройства используют для создания давления при сборке клеевых соединений?
  • 9. Перечислите дефекты клеевого шва и объясните их причины.
  • 10. Как производится контроль клеевых соединений?
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >