Клеевое соединение – неразъемное соединение деталей машин, строительных конструкций, мебели, изделий легкой промышленности и т. п., осуществляемое клеем. От прочности соединения элементов конструкции зависят ее работоспособность, безопасность и долговечность.
Под прочностью подразумевается способность склеенного изделия сопротивляться разрушению. Прочность клеевого соединения определяется физико-механическими свойствами клеевого шва.
Клей представляет собой вещество, способное склеивать различные материалы. В зависимости от основы подразделяется на две основных группы: природный и синтетический.
Виды клея
К природным видам клеям относятся:
- Костный (глютиновый). Получают путем переработки костей крупного рогатого скота;
- Мездровый. Изготавливают из мездры и частей кожи кроликов, крупного рогатого скота;
- Желатиновый. Производят из технического желатина;
- Рыбий. Изготавливают из пленки плавательного пузыря рыбы;
- Казеиновый. Изготавливают из высушенного и обезжиренного творога.
Наиболее широкое применение получили синтетические клеи:
- Поливинилацетатный (ПВА). Применяется для склеивания бумаги, дерева, стекла, фарфора, тканей и др. материалов;
- Эпоксидный – для соединения металлов, керамики, стекла;
- 88Н – применяется для склеивания изделий из резины, а также для соединения резины с металлами;
- БФ-2, БФ-4, БФ-6 – используются при склеивании пластмасс, керамики, кожи, ткани.
В зависимости от химического класса основы клеи подразделяются на анаэробные, цианакрилатные, латексные, поливинилацетатные, фенолформальдегидные и универсальные. Необходимо понимать, что в основу клея добавляются различные добавки:
- Катализаторы;
- Отвердители;
- Стабилизаторы;
- Дубители и др. добавки.
Применение добавок улучшает физико-механические свойства клея, что видно из таблицы (см. табл. 1).
Таблица 1
Требования к клею
Как и к любому материалу, к клею предъявляются определенные требования, поскольку качество клеевого соединения в бо́льшей степени зависит именно от него. Все требования условно можно разделить на три основных группы:
Эксплуатационные- Эксплуатационные;
- Технологические;
- Экономические.
К первой группе относятся требования, характеризующие «поведение» клея в эксплуатации. К ним относятся создание прочного соединения клеящего шва, водостойкость после отвердения, эластичность, нейтральность к склеиваемым материалам, долговечность.
Технологические требования определяют удобство работы с клеем. В первую очередь это определенная вязкость, безвредность, жизнеспособность (способность сохранять свои свойства от приготовления до использования) и др.
Вязкость клея
Экономические требования вытекают из возможностей использования дешевого сырья для приготовления клея, снижение себестоимости, простоты оборудования для его изготовления, сокращение затрат на производство, где применяется клей.
В то же время известно, что клеев, удовлетворяющих всем требованиям к ним, в природе по различным объективным причинам просто не существует. Из этого стоит сделать вывод о том, что прежде, чем начинать какие-либо работы с клеем, необходимо уяснить его возможности и сделать правильный выбор.
Испытания клеевых соединений
Клеевые соединения подвергаются различным видам испытаний (см. табл. 1). Целью испытаний ставится определение прочности клеевого соединения и оценка характера разрушений.
В качестве примера рассмотрим каким образом производятся испытания клеевого соединения на отрыв.
При равномерном отрыве несущая способность соединения достаточно высока, так как растягивающие напряжения примерно одинаковы почти на всей поверхности склеивания (см. рис. 2).
где: 1 – склеиваемые поверхности; 2 – клеящий шов; F – направление приложения нагрузки отрыва.
Руководящим документом на проведение испытаний является ГОСТ 14760-69. Согласно требованиям стандарта подготавливаются образцы для испытаний и подбирается испытательное оборудование (испытательная машина, контрольно-измерительные приборы и т. д.).
Алгоритм испытания заключается в установке образца в приспособление, которое фиксируется в захватах испытательной машины МИМ. Затем активному захвату придается нарастающая нагрузка с постоянной скоростью. После разрушения образца снимаются показания КИП машины и производится их обработка, в результате которой определяется предел прочности клеевого соединения при отрыве.
Полученные при испытаниях результаты оформляются протоколом испытаний.
Кроме ГОСТ 14760-69 к руководящим документам испытания клеевых соединений относятся:
- ГОСТ 28966.1-91;
- ГОСТ 15867-79;
- ГОСТ 4.223-83;
- ГОСТ Р 58211-2018;
- ГОСТ Р 57832-2017 и ряд др.