клеевые технологии - клеевая сборка

Склеивание

На современных предприятиях метод склеивания используется наряду с такими, ставшими уже давно привычными методами сборки, как сварка, клепка и болтовые соединения.

Введение

В отличие от механических способов соединения деталей у сборки с использованием клеящих веществ имеется ряд значительных преимуществ. Распределение динамических и статических сил на склеиваемых поверхностях проистекает более равномерно. Это объясняется тем, что распределение прилагаемых нагрузок и напряжений в этом случае происходит по всей площади соединения, а не так, как при других способах сборки, при которых напряжения и нагрузки концентрируются в точках высокого напряжения. По этой причине, клеевая сборка обладает большей прочностью к вибрационным и изгибающим нагрузкам, чем, к примеру, соединение, полученное методом клепки.

Используя при сборке клеевой метод, можно одновременно производить герметизацию склеиваемые соединений, препятствуя, таким образом, появлению коррозии, способной быстро развиться внутри сборки закрепленной механическим способом. В результате применения клея существенно облегчается процесс соединения неровных и нестандартных поверхностей. Незначительно изменяя размеры или конфигурацию детали можно значительного упростить процесса сборки.

Разумеется, существует и ряд некоторых дополнительных факторов, которые требуется учитывать при использовании клея. Например, необходимо чтобы клей имел хорошую совместимость с материалом поверхностей соединяемых деталей, соответствовал условиям производства, выдерживал воздействие рабочей среды и эксплуатационные нагрузки. Не стоит забывать и о предварительной подготовке поверхностей, методах нанесения, системах отверждения, времени и стоимости процесса склеивания.

В этой статье мы попытаемся дать понятие клеевой сборке, что позволит производителю правильно выбрать клей и изучить технологию его использования.

Сборка плоских поверхностей

• В настоящее время сборку осуществляют тремя основными способами:
• Механический способ, при котором используются шурупы и заклепки
• Термический способ, при котором соединение деталей происходит путем их сварки и пайки, с использованием мягких припоев
• Химический способ, при котором используются клеящие вещества

Рис. 1: Схема, отображающая распределение нагрузок в соединениях, полученных методами сварки, клепки и склейки.

Механическая сборка

Там, где существует необходимость в частом и легком демонтаже, идеальным способом сборки является болтовое соединение. Как показывает практика, данный метод можно считать очень надежным. Однако под воздействием различных факторов болты иногда могут ослабляться, в связи с чем их приходится стопорить.

При использовании для соединения заклепок или болтов требуется сверлить отверстия, в результате чего происходит неизбежное ослабление деталей. В момент приложения нагрузок основная их часть концентрируется на поверхностях, прилегающих к просверленным отверстиям. Порой это приводит к проявлению преждевременной усталости материалов (см. рис. 1). Поэтому, для того, чтобы при использовании крепежных средств данного вида добиться  необходимой стабильности, необходимо увеличивать толщину материала. Помимо этого, наличие заклепочных или болтовых отверстий значительно повышает опасность возникновения коррозии. В связи с этим часто требуется прибегать к дополнительной герметизации или к защите поверхности, что, как правило, влечет за собой усложнение и повышение стоимости работ. В процессе соединения различных металлов существует риск образования гальванической коррозии и дифференциального теплового расширения.

Термосборка

Использование сварки и пайки обычно возможно только при соединении однородных материалов. При этом осуществить последующий демонтаж бывает весьма затруднительно или вовсе невозможно. При воздействии высоких температур, неизбежно возникающих при спайке и сварке, происходит образование нежелательных напряжений, в результате которых может нарушиться металлическая структура деталей или детали могут полностью выйти из строя (см. рис. 1).

Рис. 2: Разница в подверженности гальванической коррозии различных сборок

Клеевая сборка

Внедрение клеевой сборки позволяет значительно расширить область промышленного использования, предоставляя многочисленные преимущества, такие как:

• Правильное распределение нагрузки, при котором нагрузка по всей поверхности распределяется равномерно. Устраняются концентраторы напряжения, образующиеся при наличии просверленных отверстий, как это показано на рисунке 1.
• Отсутствие необходимости в каких-либо структурных изменениях: при склейке, в отличие от термической сборки, сохраняются все свойства материалов.
• Отсутствие деформации поверхности: при склейке, в отличие от сборки сварным методом, детали не нагреваются, благодаря чему компоненты, имеющие различные массы и размеры, можно легко собирать.
• Возможность комбинирования различных материалов, позволяющая конструкторам подбирать и соединять материалы таким образом, чтобы с наибольшей эффективностью использовать свойства каждого.
• Полная герметичность соединения, которая образуется, благодаря наличию у клея хороших герметизирующих свойств. Болтовые и клепаные соединения часто требуется герметизировать, что связано с дополнительными трудовыми и денежными затратами.
• Наличие изолирующих свойств: клеевая сборка позволяет соединить металлы, имеющие различные электрохимические свойства, при этом исключаются такие факторы как фреттинг, коррозия и фрикционная эрозия (см. рисунок 2).
• Значительное сокращение количества компонентов соединения: необходимость в использовании заклепок, фиксаторов, болтов, шплинтов и других деталей полностью отпадает.
• Заметное улучшение внешнего вида изделия на выходе: соединения, полученные методом склеивания, выглядят более гладкими. В отличие от соединения, полученного сварочным методом, швы, образующиеся после клеевой сборки, остаются невидимыми. Благодаря данному преимуществу, у конструкторов появляются дополнительные возможности по улучшению внешнего вида конечного продукта.