Клеезаклепочные, клеевинтовые и клееболтовые соединения — это комбинированные неразъемные соединения металлов, выполненные с помощью клея, заклепок, винтов или болтов. Наиболее широко применяются клеезаклепочные соединения, характеризующиеся в 1,5—3 раза более высокой прочностью, чем клеевые (в особенности при неравномерном отрыве) и большей надежностью при длительной эксплуатации. Клеезаклепочные соединения обладают также большей ударной прочностью [5, 55, 56]. Данные о прочности различных соединений обшивок и элементов жесткости в панелях из дуралюмина при сжатии (клей ВК-32-ЭМ) приведены в табл. III.10.
Таблица 111.10. Прочность соединений обшивок и элементов жесткости Из дуралюмина при сжатии
|
* Прочность клеезаклепочной панели принята за 100%. |
По конструктивному оформлению клеезаклепочные соединения могут быть трех типов:
Клеевые соединения с малым числом заклепок; заклепочные соединения, в которых клей незначительно усиливает соединение и играет в основном роль герметизирующего материала;
Соединения, в которых при расчете следует учитывать прочность и клея, и заклепок.
Для изготовления клеезаклепочных соединений применяют эластичные клеи, обладающие текучестью и хорошо заполняющие зазоры (БФ-2, ВК-5, КЛН-1, ПУ-2, ВК-32-200 и др.). Предпочтительно применение клеев холодного отверждения.
Все комбинированные соединения, в том числе клеевинтовые и клееболтовые, могут быть выполнены двумя способами:
С постановкой заклепок, винтов или болтов по отвержденному клеевому соединению;
С постановкой заклепок, винтов или болтов по неотвержденно — му клею с последующим отверждением клея в комбинированном соединении.
В первом случае для заклепок, винтов или болтов предварительно высверливаются отверстия. Следует учитывать, что при выполнении клеезаклепочного соединения вторым из приведенных способов при отверждении клея нет необходимости в применении давления, так как требуемое давление создается заклепками. При использовании первого способа достигаются, как правило, более высокая прочность и герметичность конструкции; второй способ технологически более прост, так как не требуется специальная оснастка для создания давления.
Для повышения герметичности рекомендуется под головки заклепок, винтов или болтов подкладывать шайбы, высеченные из тонких клеевых пленок (0,05—0,10 мм) или покрывать головки жидким клеем. С этой целью головки приклеивают к металлическим пластикам (плоские головки) или к листовой резине (сферические головки), предварительно покрытым клеем, например 88Н. После этого заклепки окунают в жидкий клей, выбранный для изготовления клеезаклепочного соединения, и высушивают.
Весьма эффективным методом повышения герметичности комбинированных соединений является нанесение с помощью кисти или шприца перед отверждением клея на кромки и стенки тонких жгутиков клея или герметика.
Исследование клеевинтовых соединений показало, что клеевин — товые соединения на клеях холодного отверждения на основе эпоксидных и полиэфирных смол имеют лучшие показатели длительной прочности и менее чувствительны к изменениям температуры и климатических условий, чем клеевые на этих же клеях [57].
Клеезаклепочные и другие комбинированные соединения рекомендуются для использования в конструкциях из металлов, пластмасс и древесных материалов, а также при ремонте изделий в полевых условиях. Из пластмасс и алюминия с применением клеезаклепочных соединений изготавливают трехслойные панели [581.
ДЕФЕКТЫ СКЛЕИВАНИЯ
Дефекты в клеевых изделиях возникают при несоблюдении параметров процесса склеивания или при использовании некачественного клея. К дефектам склеивания относится прежде всего пониженная прочность, которая может явиться следствием плохой подготовки и очистки склеиваемых поверхностей, наличия местных непроклеев (из-за плохой пригонки соединяемых поверхностей), а также недостаточного и неравномерного давления при склеивании, высокой вязкости клея или нанесения слишком тонкого слоя клея [59, 5]. Местные непроклеи чаще всего встречаются при соединении изделий сложной конфигурации вследствие применения несовершенных методов прижима.
Серьезным дефектом является пористый клеевой шов, который может образоваться в результате недостаточно длительной открытой выдержки или при открытой выдержке при слишком низкой температуре, т. е. в тех случаях, когда в клеевом слое остается растворитель. Пористый клеевой шов образуется также при недостаточном давлении или при соединении плохо пригнанных заготовок с большими зазорами.
Утолщенная клеевая прослойка (более 0,15—0,20 мм) может образоваться в случае недостаточного давления при склеивании, плохой подгонки склеиваемых поверхностей, а также при слишком большой продолжительности открытой и закрытой выдержки, в особенности при повышенной температуре воздуха в помещении при склеивании клеями холодного отверждения. Как правило, утолщенные клеевые пленки обладают пониженной прочностью при сдвиге и равномерном отрыве.
Расслаивание и трещины клеевого слоя обычно являются результатом действия внутренних напряжений, возникающих преимущественно при слишком высоких давлениях. «Голодная склейка» получается при больших давлениях или в случае нанесения клеевого слоя недостаточной толщины. Известен также такой дефект, как «пережоги», которые могут возникнуть при использовании неисправных электронагревателей. Образующиеся в этом случае хрупкие клеевые слои обладают пониженной прочностью при неравномерном отрыве, вибрации и ударных нагрузках.