Склеивание

СКЛЕИВАНИЕ, метод получения неразъемного соединения (клеевого соединения) деталей, основанный на адгезии клеевой прослойки и склеиваемого материала. Клеевая прослойка формируется из клея (см. Клеи неорганические, Клеи природные, Клеи синтетические, Резиновые клеи)путем заполнения им зазора между соединяемыми деталями и образует самостоят. фазу. Если имеет место (напр., вследствие диффузии клея) непрерывный структурный переход между Соединяемыми материалами, то правильнее говорить не о склеивании, а о сварке. Помимо адгезии прочность клеевого соединения определяется когезией клеевой прослойки и соединяемого материала, а также конструкцией соединит. шва.

Склеивание позволяет соединять разнородные материалы, сохраняя их структуру и св-ва, объединять большие пов-сти (в т. ч. сложной формы и в труднодоступных местах), придает конструкции повыш. трещиностойкость по сравнению с монолитной, экономит энергию (по сравнению со сваркой). Недостатки склеивания: значит. продолжительность рабочего цикла, особенно в случае использования реактивного клея, необходимость применения многооперац. технологии, рост технол. затрат при повыш. требованиях к качеству соединения, высокая трудоемкость подготовит. операций.

Склеивание включает след. осн. операции: приготовление клея, подготовку соединяемых пов-стей, нанесение клея (иногда с открытой выдержкой), приведение пов-стей в контакт, отверждение (или затвердевание) клея, контроль качества клеевого соединения.

Приготовление клея заключается в дозировании компонентов клея и их смешивании в последовательности, определяемой рецептурой. Для обеспечения длительной жизнеспособности клея отвердитель (см. Отверждение) или ускоритель отверждения вводят непосредственно перед применением клея.

Соединяемые пов-сти подгоняют друг к другу, очищают и(или) модифицируют их. При склеивании мн. металлов и пластич. масс на основе полярных полимеров пов-сти обрабатывают струей мелкодисперсного абразивного материала (струйная обрабртка) с послед. обезжириванием, при склеивании А1 и его сплавов используют травление или анодное оксидирование (см. Электрохимическая обработка металлов). Обезжиривают пов-сти орг. р-рителями, не вызывающими растворения или набухания полимеров, и водными моющими ср-вами. При применении акрилатных и нек-рых эпоксидных клеев, содержащих р-рители, тщательное обезжиривание пов-сти требуется не всегда. Инертные полимерные материалы перед склеиванием обрабатывают к-тами, солями и др. хим. реагентами, коронным разрядом, плазмой. Обработка пов-сти полимерных композиц. материалов не требуется, если на ней находится защитный слой из лавсановой или полиамидной ткани, удаляемый перед нанесением клея. Для сохранения активности подготовленных пов-стей, придания соединениям большей долговечности на них наносят т. наз. адгезионные грунты, в качестве к-рых используют р-ры разл. полимеров (часто основы клея) с добавками ZnCrO₄ или SrCrO₄ или кремнийорг. соед. (напр., g-аминопропил-триэтоксисилан).

Наносят клеи обычно на обе соединяемые пов-сти способами, аналогичными используемым при нанесении лакокрасочных покрытий. Пленочные клеи вырезают по размеру склеиваемых участков и укладывают на нанесенный точками жидкий клей или подогретую пов-сть. Акрилатные клеи на соединяемые пов-сти можно наносить т. наз. методом "А + Б", при к-ром на одну из соединяемых пов-стей наносят компонент клея, содержащий отвердитель (инициатор), а на другую-компонент, содержащий ускоритель отверждения, или непосредственно после смешения компонентов. Термопластичные клеи (клеи-расплавы) подают в зазор между склеиваемыми деталями с помощью устройств типа литьевых машин. Открытая выдержка нанесенного клея способствует вытеснению воздуха из пор и неровностей пов-сти, выравниванию толщины клеевого слоя, удалению р-рителя.

Соединяемые пов-сти приводят в контакт друг с другом с помощью давления, что обеспечивает фиксирование деталей, достижение достаточного контакта между клеем и пов-стями, создание клеевой прослойки оптим. толщины. Величина давления зависит от вязкости клея, точности подгонки пов-стей, жесткости склеиваемых участков; оптим. значение подбирают преим. эмпирически для каждого клея отдельно. Для создания давления при склеивании применяют пневма-тич. или гидравлич. прессы, разл. зажимные устройства, грузы и др.

Отверждение реактивных клеев-одна из наиб. важных операций в технологии склеивания, режим к-рого (т-ра, давление, продолжительность) зависит не только от природы клея, но и от типа соединяемых материалов, конструкции изделия, требований к местам соединения деталей. Реактивные клеи отверждают обычно при т-рах от 10-20 до 175°C. Повышение т-ры отверждения клея приводит к получению более теплостойкого и водостойкого соединения с лучшими электроизоляц. св-вами. Продолжительность выдержки при склеивании зависит от скорости нагрева зоны шва до заданной т-ры и скорости отверждения клея. Склеиваемые участки нагревают в термошкафу, контактными нагревателями, с помощью токов высокой частоты, ультразвука, ИК или УФ излучения. Затвердевание термопластичных клеев происходит в результате испарения р-рителя или охлаждения зоны шва. Для контроля качества клеевых соединений применяют разрушающие и неразрушающие (напр., визуальный, ультразвуковой, ренттенографич.) методы.

Лит.: Кардашов Д. А., Петрова А. П., Полимерные клеи. Создание и применение, М., 1983, с. 151-99; Словарь-справочник по сварке и склеиванию пластмасс, под ред. Б. Е. Патона, К., 1988; Habenicht G., Kleben. Grundlagen, Technologic, Anwendungen, B.-N. Y.-Tokyo, 1986; Strukturelles Kleben und Dichten, Munch., 1988; Schields Т., Adhesives Handbook, 3 ed., L., 1989; Lees W. A., Adhesives in engineering design, L., 1984. Г.В. Комаров.