Какими способами проверяют качество склеивания

Контроль качества клеевых соединений

Все существующие методы неразрушающего контроля можно условно разделить на две группы.

Первая группа методов неразрушающего контроля. Звуковые (акустические) методы. Основой данного метода является ультраакустическая дефектоскопия, где используются специальные материалы, являющиеся одновременно и источником, и приемником звуковых волн. С помощью этого метода можно обнаружить непроклеи и места, где имеется повышенная пористость клея.

Радиоскопические методы эффективны только для контроля качества поверхностей простой геометрической формы. Входной радиосигнал изменяет свою траекторию, если встречает на своем пути дефектные зоны. При использовании такого метода требуется предварительный контроль возможных дефектов на образцах.

Оптические методы основаны на использовании полярископов. На склеиваемые поверхности наносят специальный оптически чувствительный состав, который даже при незначительных деформациях меняет цвет. С помощью данного метода определяют места, где имеет место концентрация напряжений.

Вторая группа методов. Инфракрасное излучение (термографические) методы. В качестве источников тепла используются сканирующие нагреватели. Зная теплопроводные свойства клеевого соединения и величину теплового потока, определяют места с пониженной теплопроводностью. Таким методом выявляют дефекты, связанные с разнотолщинностью клеевого шва, ее пористостью, наличием мест непроклеев.

Рентгенодефектоскопия используется для обнаружения непроклеев. Источником рентгеновских лучей служат рентгеновские трубки. Лучи проходят через клеевое соединение и поглощаются пропорционально плотности. Широкого распространения данные методы не получили и используются ограниченно.

Деформационные методы основаны на способности человека хорошо воспринимать звуковые колебания в определенном диапазоне частот. При осторожном простукивании металлическим предметом склеенных деталей на слух можно уловить изменение звука, что свидетельствует об обнаружении каких-то изменений непосредственно в клеевом шве. Главный недостаток данного метода — его субъективность.

Перспективы применения методов неразрушающего контроля. Основным недостатком неразрушающих методов контроля является их очень высокая стоимость. Если требуется обеспечить контроль качества изделий, эксплуатация которых связана с человеческими жизнями и здоровьем, например, весь транспорт, то в этом случае на стоимости контрольных операций экономить не следует. С развитием науки и техники стоимость неразрушающих методов контроля будет постепенно уменьшаться, что будет способствовать их более широкому использованию.

Контроль качества клея

Качество клеевого соединения зависит от качества клея и качества очистки склеиваемых поверхностей. Кроме традиционных методов определения свойств клея и качества очистки, существуют и простейшие визуальные способы, например:

• качество очистки поверхностей, подлежащих склеиванию, можно быстро проверить, нанеся на них тонкий слой воды;
• качество клея, точнее, отсутствие этого качества, можно определить, оценивая визуально однородность клеевого материала, отсутствие осадка и расслоения компонентов.

Еще раз отметим, что при рассмотрении проблем качества склеивания нет мелочей, и все вопросы имеют одинаково большое значение.

Сравнительные методы контроля. Речь идет об изготовлении одновременно с реальными изделиями партий опытных образцов. Данные образцы (их еще называют эталонными или контрольными) должны длительно храниться непосредственно на предприятии, и их испытания проводят только в том случае, если выявлены дефекты в реальных конструкциях. В этом случае испытание контрольных образцов позволяет установить, существует ли вина клеевого материала при возникновении различных дефектов конструкций.

Может показаться, что такой метод не является эффективным, поскольку требует использования большого количества образцов и предполагает наличие специальных мест для их хранения. Тем не менее данный способ очень эффективен, и несмотря на все его недостатки, широко используется на предприятиях.

Источник

Показатели качества и методы испытания клеев и клеевых соединений

Государственные стандарты, а также многочисленные технические условия на клеящие вещества регламентируют показатели качества и методы испытания клеев и клеевых соединений.

Показатели качества можно условно разделить на две группы: показатели, регламентирующие качество клея; показатели качества клеевых соединений.

Качество клея характеризуют такие показатели, как внешний вид, относительная плотность, вязкость, жизнеспособность (о ней обычно судят по изменению вязкости во времени либо по времени, в течение которого приготовленный клей обеспечивает регламентируемую прочность клеевых соединений); концентрация; усадка и внутреннее напряжение (могут привести к разрушению клеевого шва).

Качество клеевых соединений оценивается путем испытания их механической прочности. Могут быть разрушения по:

• границе раздела (клей — склеиваемый материал);

• защитному покрытию или адгезионному грунту;

• границе раздела (склеиваемый материал — грунт).

Оценка каждого вида разрушения производится визуально с точностью 5 — 10% номинальной площади склеивания.

Механическую прочность клеевых соединений оценивают, проводя испытания:

• при сдвиге — напряжения в клеевом соединении, главным образом касательные к поверхности склеивания;

• при отрыве — преимущественно нормальные напряжения;

• при отдире (отслаивании, расслаивании, неравномерном отрыве) — напряжения распределяются в каждый момент по линии, перпендикулярной к направлению нагружения и находящейся вблизи кромки клеевого соединения.

По стандартным методикам определяют прочность при сдвиге путем вычисления разрушающего напряжения, прочность при скалывании, равномерном и неравномерном отрыве образцов стыковых соединений.

Длительная прочность определяется только для клеевых соединений металлов при длительном статическом нагружении растягивающей нагрузкой образцов с односторонней нахлесткой (ГОСТ 14759—69). Предел длительной прочности устанавливают, проводя последовательные испытания при различных постоянных нагрузках до разрушения образца и вычисляя среднее по площади склеивания напряжение сдвига, вызывающее разрушение за определенное время (обычно 500 ч).

Усталостная прочность испытывается для клеевых соединений металлов при сдвиге или отрыве с использованием образцов, соответствующих ГОСТ 14759—69 или ГОСТ 14760—69, при несимметричных знакопостоянных циклах нагружения растягивающими нагрузками. Испытательная машина должна производить нагружение с частотой 1000 — 3000 циклов/мин и коэффициентом асимметрии цикла г > 0,1. Испытания проводят при заданном напряжении до достижения определенного числа циклов нагружения (обычно 10 х 10 6 ). Для определения предела усталости испытания проводят при различном числе циклов нагружения до разрушения образцов.

В процессе склеивания из-за несовершенства технологии и по ряду других причин в клеевых соединениях возникают дефекты, влияющие на прочность и надежность конструкций. Для их выявления используются методы неразрушающего контроля (НРК). Выявление дефектов (непроклей, отсутствие адгезии) склеивания элементов многослойных конструкций проводится акустическим методом с помощью дефектоскопа ИАД-3. Этот метод можно использовать в тех случаях, когда модуль упругости материала обшивки изделия достаточно велик (металлы, стеклопластики и т.д.). Он с успехом применяется и для контроля качества клеевых конструкций с неметаллическими обшивками.

Эффективным методом НРК является велосиметрический ультразвуковой, осуществляемый с помощью серийного дефектоскопа УВДФ-1.

За рубежом есть приборы (например, бондтестер), позволяющие без разрушения изделий определять не только непроклей, но и прочность клеевого шва. Разработаны также методы НРК с помощью термограмм, полученных в инфракрасных лучах, ультразвуковой голографии и с использованием жидких кристаллов, но они пока не получили широкого распространения.

Источник

Контроль качества клеевых соединений

Для определения качества склеивания используют три группы показателей: технологические (т.е. соответствие используемой технологии техническому заданию), технические (механические и прочие свойства клеевых соединений) и показатели надежности (долговечность и пр.). Показатели долговечности относятся к важнейшим характеристикам, определяющим возможность использования клеев для решения конкретных задач.

Каждая склеенная конструкция имеет свои особенности и эксплуатируется в определенных условиях. Поэтому проводят специальные испытания склеенных изделий (стендовые), которые максимально приближены к реальным условиям эксплуатации.

Все существующие методы контроля можно условно разделить на три группы: методы разрушающего контроля, неразрушающего и методы оценки долговечности склеенных изделий в процессе их эксплуатации.

Методы разрушающего контроля. Основным преимуществом этих методом является их простота и информативность. Именно на основании результатов экспериментальных исследований определяют перечень клеев, рекомендуемых к применению. Результаты экспериментальных исследований используются:

• непосредственно при проектировании изделий и их расчетах, например на прочность, используются упругие характеристики клеев;
• для сравнительного анализа свойств различных материалов используют величины разрушающих напряжений.

Методы и технологии. Для обеспечения качества склеивания хороши все средства при условии, если они:

• являются достоверными и отражают реальные условия нагружения;
• имеют невысокую стоимость, поскольку все затраты, расходуемые на проведение контрольных операций приводят к увеличению стоимости выпускаемой продукции;
• воспроизводимы.

На основании данных требований разработана методика проведения контроля качества склеивания. Существуют и другие средства и методы контроля, однако они являются собственностью разработчиков, которые хотят сохранить их конфиденциальность. Приведем некоторые примеры использования специфических методов контроля:

• прочность при скручивании и ударе. Применяется для оценки качества склеивания на предприятиях, специализирующихся на изготовлении лыж, санок и прочего для «скользящих видов спорта»;
• прочность при кручении — изгиб — удар. Такие методы используются для определения качества крепления полов транспортных средств;
• циклические нагрузки — кручение. Данные методы применяются для оценки качества склеивания вала рулевого управления и карданной передачи в конструкции автомобилей и в судостроении;
• сжатие при воздействии волы. Данные методы используются при оценке клеев при изготовлении корпусов кораблей или отсеков подводных лодок.

В процессе эксплуатации клеевые соединения подвергаются не только воздействию расчетных нагрузок, но и возможно возникновение внештатных ситуаций, и в этих случаях возникают экстремальные нагрузки. Они не являются продолжительными, однако и в этих условиях клеевое соединение должно быть прочным и надежным.

Области применения. Как показано на структурной схеме, разрушающий контроль дает оценку прочности клеевого соединения. Эти результаты являются основанием для составления технического задания по внедрению технологии склеивания на предприятии.

Стендовые испытания. Такие испытания проводятся непосредственно на предприятиях в «научно-исследовательских отделах», которые на крупных промышленных предприятиях оснащены самым современным испытательным оборудованием. Специалисты этих подразделений могут в случае необходимости обратиться к технологическим службам для получения дополнительной информации. Независимо оттого, каким по величине является данное предприятие, контроль качества осуществляется на всех операциях склеивания. Этими подразделениями выдается задание и контролируется технология изготовления опытных образцов, которые предназначены только для крэш-теста (например, удар о неподвижное препятствие в автомобильной про­мышленности). Этот вид испытаний широко распространен для любой продукции, которая выпускается мелкими партиями (например, инструмент для микрохирургии).

Испытания на надежность. Применение разрушающих методов контроля опытных образцов изделий является наилучшей гарантией качества склеивания и широко используется в серийном автоматизированном производстве, например карт для чипов, акустических камер, автомобильных компонентов, а также и на мелкосерийных предприятиях, например, в производстве обуви, игрушек и пр. Надежность склеивания обеспечивается строгим соблюдением технологии.

Неразрушающие методы контроля. В основе неразрушающих методов контроля лежит идея о создании дефектных образцов (эталонов), в которых уже имеются специально созданные дефекты. Задача заключается в том, чтобы сравнить хорошие и дефектные образцы и использовать полученные результаты при анализе реальных конструкций.

Визуальные методы неразрушающего контроля. В основе этих методов лежит осмотр склеенных деталей. При таком методе контроля большое значение имеет субъективный фактор. Тем не менее, существуют и объективные показатели, которые позволяют визуально определить возможные дефекты:

• склеенная конструкция должна иметь нужные размеры;
• склеенная конструкция должна соответствовать требованиям по взаимному положению поверхностей относительно друг друга.

Нельзя не учитывать тот факт, что в результате неправильно проведенных контрольных испытаний также могут возникнуть новые дефекты.

Данные методы неразрушающего контроля являются стандартными и используются не только при оценке качества склеенной конструкции. Существуют и другие, существенно более простые методы контроля качества склеивания.

Простейшие методы неразрушающего контроля. Наибольшее распространение данные методы получили на тех предприятиях, где существуют особенно строгие требования к качеству склеивания (авиационной, автомобильной, судостроительной и др.). Целью такого контроля является определение конкретных мест возможных дефектов. Их признаком служит:

• неровная толщина клея по периметру соединения;
• видимые следы масла непосредственно на клее или рядом с ним.

Источник

Контроль качества склеивания

Несмотря на быстрое и широкое развитие склеивания, применяемая в настоящее время технология не гарантирует полного отсутствия де­фектов клеевых соединений в изделиях. Дефекты склейки снижают прочность и надежность изделий и сокращают срок их службы. Глав­нейшие условия обеспечения доброкачественного склеивания — макси­мальное улучшение технологического процесса, улучшение свойств кле­ев, разработка более эффективных способов склеивания.

Наряду с этим необходим тщательный контроль, как межопераци­онный, так и готовых изделий. Для этого требуется эффективная си­стема контроля и соответствующие приборы [55].

Особенность синтентических клеев — значительные изменения тех­нологических и физико-механических свойств в зависимости от дли­тельности хранения исходных компонентов и приготовленного клея, ок­ружающей температуры, количества вводимых отвердителей, пластифи­каторов и наполнителей и многих других факторов, которые в итоге влияют на прочность и долговечность клееных изделий. Поэтому в пер­вую очередь контролю следует подвергать клеи, проверять их конди­ционность, т. е. соответствие техническим условиям или ГОСТ. Про­верять необходимо также склеиваемые материалы, их влажность, чистоту обработки. Следует помнить и о контролировании процессов приготовления клеев, их нанесения, режимов сборки, запрессовки из­делий и отверждения связующего.

В производстве наряду с чисто визуальным осмотром применяют механические методы испытания клееных изделий, причем в большин­стве случаев с разрушением клеевого шва. Испытаниям разрушающи­ми методами подвергаются как отдельные клееные образцы, так и вы­борочно готовые изделия. Такие способы проверки изделий дороги и не всегда эффективны. Поэтому весьма актуально применение нераз — рушающих способов испытаний клеевых соединений, испытаний, кото­рые дополняют проверку качества склеивания разрушающими мето­дами и позволяют отбраковать дефектные.

Внедрение дефектоскопии клеевых соединений позволяет контроли­ровать всю^ продукцию, предотвращать брак, дает возможность свое­временно обнаруживать нарушения технологии и принимать меры к их устранению.

Неразрушающие методы контроля качества клеевых соединений [55] могут быть следующие: а) вакуумный — основанный на резком из­менении местной жесткости обшивок в листах с дефектами; б) вибра­ционный — основанный на возбуждении свободных колебаний, соответ­ствующих собственным механическим колебаниям материала изделия; в) импедансный — основанный на принципе сравнения жесткости от­дельных элементов конструкций; г) ультразвуковые — основанные на способности ультразвуковых упругих колебаний с большой скоростью распространяться в твердых телах и отражаться от границы сред с раз­личными акустическими свойствами, и др.

К сожалению, неразрушающие методы контроля находятся еще в значительной степени в стадии разработки и становления.

Следует выразить пожелание, чтобы эти эффективные методы на­шли самое широкое применение в развивающемся производстве клее­ных трехслойных конструкций.

Источник